Bakgrundsskript för webbläsartillägg: Att omfamna migreringen till JavaScript Service Worker

Landskapet för utveckling av webbläsartillägg är i ständig utveckling. En av de mest betydande förändringarna på senare tid är övergången från traditionella beständiga bakgrundssidor till JavaScript Service Workers för bakgrundsskript. Denna migrering, som till stor del drivs av Manifest V3 (MV3) i Chromium-baserade webbläsare, medför många fördelar men ställer också utvecklare inför unika utmaningar. Denna omfattande guide kommer att fördjupa sig i orsakerna bakom denna förändring, fördelarna och nackdelarna, samt en detaljerad genomgång av migreringsprocessen för att säkerställa en smidig övergång för ditt tillägg.

Varför migrera till Service Workers?

Den primära motivationen bakom denna övergång är att förbättra webbläsarens prestanda och säkerhet. Beständiga bakgrundssidor, som var vanliga i Manifest V2 (MV2), kan förbruka betydande resurser även när de är inaktiva, vilket påverkar batteritiden och webbläsarens övergripande responsivitet. Service Workers är å andra sidan händelsedrivna och aktiva endast när de behövs.

Fördelar med Service Workers:

• Förbättrad prestanda: Service Workers är endast aktiva när en händelse utlöser dem, till exempel ett API-anrop eller ett meddelande från en annan del av tillägget. Denna "händelsedrivna" natur minskar resursförbrukningen och förbättrar webbläsarens prestanda.
• Förbättrad säkerhet: Service Workers körs i en mer begränsad miljö, vilket minskar attackytan och förbättrar tilläggets övergripande säkerhet.
• Framtidssäkring: De flesta stora webbläsare rör sig mot Service Workers som standard för bakgrundsbearbetning i tillägg. Att migrera nu säkerställer att ditt tillägg förblir kompatibelt och undviker framtida problem med utfasning.
• Icke-blockerande operationer: Service Workers är utformade för att utföra uppgifter i bakgrunden utan att blockera huvudtråden, vilket säkerställer en smidigare användarupplevelse.

Nackdelar och utmaningar:

• Inlärningskurva: Service Workers introducerar en ny programmeringsmodell som kan vara utmanande för utvecklare vana vid beständiga bakgrundssidor. Den händelsedrivna naturen kräver ett annorlunda tillvägagångssätt för att hantera tillstånd och kommunikation.
• Hantering av beständigt tillstånd: Att bibehålla beständigt tillstånd över Service Worker-aktiveringar kräver noggrant övervägande. Tekniker som Storage API eller IndexedDB blir avgörande.
• Komplex felsökning: Felsökning av Service Workers kan vara mer komplex än att felsöka traditionella bakgrundssidor på grund av deras intermittenta natur.
• Begränsad åtkomst till DOM: Service Workers kan inte direkt komma åt DOM. De måste kommunicera med innehållsskript för att interagera med webbsidor.

Förståelse för kärnkoncepten

Innan vi dyker in i migreringsprocessen är det viktigt att förstå de grundläggande koncepten bakom Service Workers:

Livscykelhantering

Service Workers har en distinkt livscykel som består av följande stadier:

• Installation: Service Worker installeras när tillägget laddas för första gången eller uppdateras. Detta är den ideala tidpunkten för att cachelagra statiska tillgångar och utföra initiala installationsuppgifter.
• Aktivering: Efter installationen aktiveras Service Worker. Detta är tidpunkten då den kan börja hantera händelser.
• Inaktiv: Service Worker förblir inaktiv och väntar på att händelser ska utlösa den.
• Avslutning: Service Worker avslutas när den inte längre behövs.

Händelsedriven arkitektur

Service Workers är händelsedrivna, vilket innebär att de endast exekverar kod som svar på specifika händelser. Vanliga händelser inkluderar:

• install: Utlöses när Service Worker installeras.
• activate: Utlöses när Service Worker aktiveras.
• fetch: Utlöses när webbläsaren gör en nätverksförfrågan.
• message: Utlöses när Service Worker tar emot ett meddelande från en annan del av tillägget.

Kommunikation mellan processer

Service Workers behöver ett sätt att kommunicera med andra delar av tillägget, såsom innehållsskript och popup-skript. Detta uppnås vanligtvis med hjälp av API:erna chrome.runtime.sendMessage och chrome.runtime.onMessage.

Steg-för-steg-migreringsguide

Låt oss gå igenom processen att migrera ett typiskt webbläsartillägg från en beständig bakgrundssida till en Service Worker.

Steg 1: Uppdatera din manifestfil (manifest.json)

Det första steget är att uppdatera din manifest.json-fil för att återspegla övergången till en Service Worker. Ta bort fältet "background" och ersätt det med fältet "background" som innehåller egenskapen "service_worker".

Exempel Manifest V2 (Beständig bakgrundssida):

{
  "manifest_version": 2,
  "name": "My Extension",
  "version": "1.0",
  "background": {
    "scripts": ["background.js"],
    "persistent": true
  },
  "permissions": [
    "storage",
    "activeTab"
  ]
}

Exempel Manifest V3 (Service Worker):

{
  "manifest_version": 3,
  "name": "My Extension",
  "version": "1.0",
  "background": {
    "service_worker": "background.js"
  },
  "permissions": [
    "storage",
    "activeTab"
  ]
}

Viktiga överväganden:

• Se till att din manifest_version är satt till 3.
• Egenskapen "service_worker" specificerar sökvägen till ditt Service Worker-skript.

Steg 2: Refaktorera ditt bakgrundsskript (background.js)

Detta är det mest avgörande steget i migreringsprocessen. Du måste refaktorera ditt bakgrundsskript för att anpassa det till den händelsedrivna naturen hos Service Workers.

1. Ta bort beständiga tillståndsvariabler

I MV2-bakgrundssidor kunde du förlita dig på globala variabler för att bibehålla tillstånd mellan olika händelser. Men Service Workers avslutas när de är inaktiva, så globala variabler är inte tillförlitliga för beständigt tillstånd.

Exempel (MV2):

var counter = 0;

chrome.browserAction.onClicked.addListener(function(tab) {
  counter++;
  console.log("Counter: " + counter);
});

Lösning: Använd Storage API eller IndexedDB

Storage API (chrome.storage.local eller chrome.storage.sync) låter dig lagra och hämta data beständigt. IndexedDB är ett annat alternativ för mer komplexa datastrukturer.

Exempel (MV3 med Storage API):

chrome.browserAction.onClicked.addListener(function(tab) {
  chrome.storage.local.get(['counter'], function(result) {
    var counter = result.counter || 0;
    counter++;
    chrome.storage.local.set({counter: counter}, function() {
      console.log("Counter: " + counter);
    });
  });
});

Exempel (MV3 med IndexedDB):

// Funktion för att öppna IndexedDB-databasen
function openDatabase() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const request = indexedDB.open('myDatabase', 1);

    request.onerror = (event) => {
      reject('Error opening database');
    };

    request.onsuccess = (event) => {
      resolve(event.target.result);
    };

    request.onupgradeneeded = (event) => {
      const db = event.target.result;
      db.createObjectStore('myObjectStore', { keyPath: 'id' });
    };
  });
}

// Funktion för att hämta data från IndexedDB
function getData(db, id) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const transaction = db.transaction(['myObjectStore'], 'readonly');
    const objectStore = transaction.objectStore('myObjectStore');
    const request = objectStore.get(id);

    request.onerror = (event) => {
      reject('Error getting data');
    };

    request.onsuccess = (event) => {
      resolve(request.result);
    };
  });
}

// Funktion för att lägga in data i IndexedDB
function putData(db, data) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const transaction = db.transaction(['myObjectStore'], 'readwrite');
    const objectStore = transaction.objectStore('myObjectStore');
    const request = objectStore.put(data);

    request.onerror = (event) => {
      reject('Error putting data');
    };

    request.onsuccess = (event) => {
      resolve();
    };
  });
}

chrome.browserAction.onClicked.addListener(async (tab) => {
  try {
    const db = await openDatabase();
    let counterData = await getData(db, 'counter');
    let counter = counterData ? counterData.value : 0;

    counter++;

    await putData(db, { id: 'counter', value: counter });
    db.close();
    console.log("Counter: " + counter);

  } catch (error) {
    console.error("IndexedDB Error: ", error);
  }
});

2. Ersätt händelselyssnare med meddelandesändning

Om ditt bakgrundsskript kommunicerar med innehållsskript eller andra delar av tillägget måste du använda meddelandesändning.

Exempel (Skicka ett meddelande från bakgrundsskriptet till ett innehållsskript):

chrome.runtime.onMessage.addListener(
  function(request, sender, sendResponse) {
    if (request.message === "get_data") {
      // Gör något för att hämta data
      let data = "Example Data";
      sendResponse({data: data});
    }
  }
);

Exempel (Skicka ett meddelande från ett innehållsskript till bakgrundsskriptet):

chrome.runtime.sendMessage({message: "get_data"}, function(response) {
  console.log("Received data: " + response.data);
});

3. Hantera initialiseringsuppgifter i `install`-händelsen

`install`-händelsen utlöses när Service Worker installeras eller uppdateras för första gången. Detta är den perfekta platsen för att utföra initialiseringsuppgifter, som att skapa databaser eller cachelagra statiska tillgångar.

Exempel:

chrome.runtime.onInstalled.addListener(function() {
  console.log("Service Worker installed.");
  // Utför initialiseringsuppgifter här
  chrome.storage.local.set({initialized: true});
});

4. Överväg Offscreen-dokument

Manifest V3 introducerade offscreen-dokument för att hantera uppgifter som tidigare krävde DOM-åtkomst i bakgrundssidor, såsom ljuduppspelning eller interaktion med urklipp. Dessa dokument körs i en separat kontext men kan interagera med DOM på uppdrag av service workern.

Om ditt tillägg behöver manipulera DOM i stor utsträckning eller utföra uppgifter som inte är lätta att uppnå med meddelandesändning och innehållsskript, kan offscreen-dokument vara den rätta lösningen.

Exempel (Skapa ett Offscreen-dokument):

// I ditt bakgrundsskript:
async function createOffscreen() {
  if (await chrome.offscreen.hasDocument({
    reasons: [chrome.offscreen.Reason.WORKER],
    justification: 'reason for needing the document'
  })) {
    return;
  }
  await chrome.offscreen.createDocument({
    url: 'offscreen.html',
    reasons: [chrome.offscreen.Reason.WORKER],
    justification: 'reason for needing the document'
  });
}

chrome.runtime.onStartup.addListener(createOffscreen);
chrome.runtime.onInstalled.addListener(createOffscreen);

Exempel (offscreen.html):

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Offscreen Document</title>
</head>
<body>
  <script src="offscreen.js"></script>
</body>
</html>

Exempel (offscreen.js, som körs i offscreen-dokumentet):

// Lyssna efter meddelanden från service workern
chrome.runtime.onMessage.addListener((request, sender, sendResponse) => {
  if (request.action === 'doSomething') {
    // Gör något med DOM här
    document.body.textContent = 'Action performed!';
    sendResponse({ result: 'success' });
  }
});

Steg 3: Testa ditt tillägg noggrant

Efter att ha refaktorerat ditt bakgrundsskript är det avgörande att du testar ditt tillägg noggrant för att säkerställa att det fungerar korrekt i den nya Service Worker-miljön. Var särskilt uppmärksam på följande områden:

• Tillståndshantering: Verifiera att ditt beständiga tillstånd lagras och hämtas korrekt med hjälp av Storage API eller IndexedDB.
• Meddelandesändning: Se till att meddelanden skickas och tas emot korrekt mellan bakgrundsskriptet, innehållsskript och popup-skript.
• Händelsehantering: Testa alla händelselyssnare för att säkerställa att de utlöses som förväntat.
• Prestanda: Övervaka prestandan för ditt tillägg för att säkerställa att det inte förbrukar överdrivna resurser.

Steg 4: Felsökning av Service Workers

Felsökning av Service Workers kan vara utmanande på grund av deras intermittenta natur. Här är några tips som hjälper dig att felsöka din Service Worker:

• Chrome DevTools: Använd Chrome DevTools för att inspektera Service Worker, visa konsolloggar och sätta brytpunkter. Du hittar Service Worker under fliken "Application".
• Beständiga konsolloggar: Använd console.log-uttryck frikostigt för att spåra exekveringsflödet i din Service Worker.
• Brytpunkter: Sätt brytpunkter i din Service Worker-kod för att pausa exekveringen och inspektera variabler.
• Service Worker-inspektören: Använd Service Worker-inspektören i Chrome DevTools för att se Service Worker-status, händelser och nätverksförfrågningar.

Bästa praxis för migrering till Service Worker

Här är några bästa praxis att följa när du migrerar ditt webbläsartillägg till Service Workers:

• Börja tidigt: Vänta inte till sista minuten med att migrera till Service Workers. Påbörja migreringsprocessen så snart som möjligt för att ge dig själv gott om tid att refaktorera din kod och testa ditt tillägg.
• Dela upp uppgiften: Dela upp migreringsprocessen i mindre, hanterbara uppgifter. Detta kommer att göra processen mindre avskräckande och lättare att följa.
• Testa ofta: Testa ditt tillägg ofta under hela migreringsprocessen för att upptäcka fel tidigt.
• Använd Storage API eller IndexedDB för beständigt tillstånd: Förlita dig inte på globala variabler för beständigt tillstånd. Använd istället Storage API eller IndexedDB.
• Använd meddelandesändning för kommunikation: Använd meddelandesändning för att kommunicera mellan bakgrundsskriptet, innehållsskript och popup-skript.
• Optimera din kod: Optimera din kod för prestanda för att minimera resursförbrukningen.
• Överväg Offscreen-dokument: Om du behöver manipulera DOM i stor utsträckning, överväg att använda offscreen-dokument.

Överväganden kring internationalisering

När du utvecklar webbläsartillägg för en global publik är det avgörande att överväga internationalisering (i18n) och lokalisering (l10n). Här är några tips för att säkerställa att ditt tillägg är tillgängligt för användare över hela världen:

• Använd mappen `_locales`: Lagra ditt tilläggs översatta strängar i mappen _locales. Denna mapp innehåller undermappar för varje språk som stöds, med en messages.json-fil som innehåller översättningarna.
• Använd syntaxen `__MSG_messageName__`: Använd syntaxen __MSG_messageName__ för att referera till dina översatta strängar i din kod och manifestfil.
• Stöd för höger-till-vänster-språk (RTL): Se till att ditt tilläggs layout och stil anpassas korrekt till RTL-språk som arabiska och hebreiska.
• Tänk på datum- och tidsformatering: Använd lämplig datum- och tidsformatering för varje lokalisering.
• Tillhandahåll kulturellt relevant innehåll: Skräddarsy ditt tilläggs innehåll så att det är kulturellt relevant för olika regioner.

Exempel (_locales/en/messages.json):

{
  "extensionName": {
    "message": "My Extension",
    "description": "Namnet på tillägget"
  },
  "buttonText": {
    "message": "Click Me",
    "description": "Texten för knappen"
  }
}

Exempel (Referera till de översatta strängarna i din kod):

document.getElementById('myButton').textContent = chrome.i18n.getMessage("buttonText");

Slutsats

Att migrera ditt webbläsartilläggs bakgrundsskript till en JavaScript Service Worker är ett betydande steg mot att förbättra prestanda, säkerhet och framtidssäkra ditt tillägg. Även om övergången kan innebära vissa utmaningar är fördelarna väl värda ansträngningen. Genom att följa stegen i denna guide och anamma de bästa metoderna kan du säkerställa en smidig och framgångsrik migrering och leverera en bättre upplevelse för dina användare över hela världen. Kom ihåg att testa noggrant och anpassa dig till den nya händelsedrivna arkitekturen för att fullt ut utnyttja kraften i Service Workers.

Ytterligare resurser

• Dokumentation för Chrome Extension Manifest V3
• Dokumentation för Mozilla Service Worker API
• Grunderna i Service Worker