寫在前面
本文首發於公眾號：符合預期的CoyPan
做過運營活動需求的同學都知道，一般一個運營活動中會用到很多的圖片資源。使用者訪問首頁時，都會看到一個loading態，表示頁面正在載入所需的所有圖片資源。像下面這樣：
手動載入一個圖片的程式碼也很簡單：
var img = new Image();
img.onload = function(){ ... }
img.src = '圖片地址';
複製程式碼之所以要提前載入所有的圖片，是為了在後續的頁面中使用圖片時，不會因為需要載入圖片而產生耗時，導致體驗問題。本文所要討論的場景就是：怎麼樣做到在首頁載入圖片後，直接在後面的業務邏輯中直接使用提前載入好的圖片呢？答案就是：把圖片存下來。
快取首頁載入的圖片
我能想到的這種場景下的快取圖片方法有兩種：
- 使用瀏覽器的快取。圖片在第一次請求成功後，一般都會設定快取。在頁面後續的業務邏輯中，如果說想使用某圖片，直接正常發起圖片請求即可，瀏覽器會走快取，甚至是從記憶體中直接返回這個圖片。
- 將載入好的Image物件直接儲存在記憶體中。這種方法很適用canvas中畫圖的場景，直接把儲存下來的Image物件扔到canvas的drawImage中即可。
做業務需要不斷的總結，思考。還能用什麼方法來實現圖片的快取呢 ? 我嘗試了一下Service Worker，本文將介紹一下Service Worker在這種業務場景下的應用。
本文只是輕輕嘗試了一下Service Worker，並未線上上專案中應用。
Service Worker
Service Worker是PWA的重要組成部分，其包含安裝、啟用、等待、銷燬等四個生命週期。主要有以下的特性：
- 一個獨立的 worker 執行緒，獨立於當前網頁程式，有自己獨立的 worker context。
- 一旦被 install，就永遠存在，除非被手動 unregister
- 用到的時候可以直接喚醒，不用的時候自動睡眠
- 可程式設計攔截代理請求和返回，快取檔案，快取的檔案可以被網頁程式取到（包括網路離線狀態）
- 離線內容開發者可控
- 能向客戶端推送訊息
- 不能直接操作 DOM
- 必須在 HTTPS 環境下才能工作( 或 http://localhost )
- 非同步實現，內部大都是通過 Promise 實現
在本文所描述的業務場景中，主要是應用service worker的攔截代理請求和返回的功能。
關於service worker的基礎，谷歌開發者網站上有詳細的介紹，這裡就不贅述了。
地址在這裡：https://developers.google.com/web/fundamentals/primers/service-workers/?hl=zh-cn
需要注意的是，service worker一定要謹慎使用，因為它太重要了，一旦註冊，站點的所有請求都會被控制。
Service Worker的示例
結合文章開頭所描述的場景，我們先來寫一些必要的業務函式。
// 載入一個圖片
function loadImage(imgUrl) {
return new Promise((resolve, reject)=>{
const img = new Image();
img.onload = function() {
resolve();
};
img.src = imgUrl;
});
}
// 載入一堆圖片
function loadImageList(imgList) {
return Promise.all(imgList.map(function (imgUrl) {
return loadImage(imgUrl);
}));
}
複製程式碼下面是service worker的程式碼：
self.addEventListener('install', function (event) {
console.log('install');
});
self.addEventListener('fetch', function (evt) {
evt.respondWith(
caches.match(evt.request).then(function(response) {
if (response) {
return response;
}
const request = evt.request.clone();
return fetch(request).then(function (response) {
if (!response || response.status !== 200 || !response.headers.get('Content-type').match(/image/)) {
return response;
}
const responseClone = response.clone(); // 流資料需要克隆一份。注意事項②
caches.open('test-cache').then(function (cache) {
cache.put(evt.request, responseClone);
});
return response;
});
})
)
});
self.addEventListener('activate', function () {
console.log('activate');
clients.claim(); // 首次activate後，就控制頁面。注意事項①
});
複製程式碼註冊完service worker後，我們就劫持了頁面的所有請求。每一次請求經過service worker時，都會判斷剛請求是否已有快取，如果有快取，就直接返回結果。沒有快取時，才會向伺服器發起請求，並且將圖片請求的結果快取起來。
在業務程式碼中，我們註冊並使用這個service worker的程式碼如下：
// 需要載入的圖片列表
const imgArr = ['http://xxx.jpg', '...'];
// 註冊service worker
function registerServiceWorker() {
if ('serviceWorker' in navigator) {
return navigator.serviceWorker.register('http://localhost:8080/service.js');
} else {
// 沒有service的處理邏輯省略
}
}
registerServiceWorker().then(registration => { // 注意事項③
let serviceWorker;
if (registration.installing) {
console.log('registration.installing');
serviceWorker = registration.installing;
} else if (registration.waiting) {
console.log('registration.waiting');
serviceWorker = registration.waiting;
} else if (registration.active) {
console.log('registration.active');
serviceWorker = registration.active;
loadImageList(imgArr);
}
if (serviceWorker) {
serviceWorker.addEventListener('statechange', function (e) {
if(e.target.state === 'activated') {
// 首次註冊時
console.log('首次註冊sw時，sw啟用');
loadImageList(imgArr);
}
});
}
}).catch(e => {
console.log(e);
});
複製程式碼注意事項：
-
正常情況下，service worker剛註冊時，是不會控制頁面的，即無法攔截到頁面的請求。需要使用者重新整理頁面，再次訪問時，service worker才會攔截頁面請求。這與我們的需求場景不符合。我們的需求是：使用者首次訪問請求圖片資源時，就需要對返回的圖片進行快取。所以，需要在service worker進入activate狀態後，通過clients.claim()來獲得頁面的控制權。不過，這種方式並不被提倡。
-
service worker攔截到請求後，我們需要拷貝返回的資料流，才能存入快取。
-
在業務程式碼中，我們每次都需要呼叫navigator.serviceWorker.register來拿到一個service worker。瀏覽器會判斷當前service worker的狀態，返回對應的物件。我們需要保證在service worker準備無誤後，再發起圖片的請求。由於server worker的自身邏輯需要一定的時間，所以我們發起圖片請求的時間會被延後。
使用service worker後的效果
以我做的運營活動專案為例，使用service worker之前，網路請求是這樣的：
- 活動頁首頁，首次集中請求圖片
- 活動頁後續頁面中，使用載入好的圖片：
使用service-worker之後，網路請求是這樣的：
- 活動頁首頁，首次集中請求圖片：
- 活動頁後續頁面中，使用載入好的圖片：
可以看到，我們成功使用service worker劫持了頁面的請求，並且將圖片快取到了瀏覽器的cache storage中。我們來看一下瀏覽器的快取。這裡的快取都是http response。
另外這裡多說一句，可以使用下面的程式碼，來檢視當前網站可以使用的瀏覽器本地儲存空間
if ('storage' in navigator && 'estimate' in navigator.storage) {
navigator.storage.estimate().then(({usage, quota}) => {
console.log(`Using ${usage} out of ${quota} bytes.`);
});
}
複製程式碼一些思考
在本文提到的場景中，我們在使用者首次訪問頁面時，先註冊了service worker，並且使service worker立即控制頁面，然後再開始請求圖片。這種做法延後了圖片請求的發起時間，並且從上面的圖中可以看到，通過service worker載入圖片的耗時比正常直接請求圖片耗時略長。這些因素導致首屏時間被延後了。另外，作為運營活動頁，同一個使用者也不會在幾天內多次訪問，因此service worker的【繞過網路，立即響應請求】的特性並不能很好地發揮出來。因此，在本文的場景中，使用service worker來做快取並不是最佳實踐。
關於service worker做快取的最佳實踐以及使用場景，可以檢視這篇文章：
https://developers.google.com/web/fundamentals/primers/service-workers/high-performance-loading?hl=zh-cn
service worker最適合的場景還是資源離線化，使用者二次進入頁面時可以達到資源秒載入，不會受網路狀況的影響。
寫在後面
本文從業務的角度出發，輕度探索了service worker在文章開頭給出的業務場景中的應用。後續會考慮在合適的業務場景中進行應用。