使用传统前端技术增强客户端缓存能力

前几天重构之后，Lighthouse 中有一个评分让我念念不忘：Progressive Web App。

PWA 不算一个新话题了，所以概念性的东西和 API 我就不多做介绍，下面简单介绍一个无干预更新的缓存方案，整体代码量在一百行以内，如果你也想在不“大动干戈”的情况下对站点或者 Web App 进行性能提升的话，可以了解一下。

浏览器客户端代码

说到 PWA ，我们能直接想到的，无非是 增强缓存 和 推送能力。而这两个能力，都是 ServiceWorker API 实现的。（添加桌面图标这个需求，我不需要，就不介绍了，感兴趣可以自行搜索）

我在之前的重构文章中有简单聊过访客数据，其中有一部分访客使用的客户端并不支持 Service Worker，所以在使用它的时候，需要使用能力探测的方式引入，比如：

try {
  ('serviceWorker' in navigator) && navigator.serviceWorker.register('/sw.js');
} catch (error) {
  console.error(error);
}

当然，构建压缩之后，你得到的结果应该是 drop console 的最简代码。不过，如果你不确定你的运行环境是否有问题，可以使用下面带有调试日志的版本。

try {
  if ('serviceWorker' in navigator) {
    navigator.serviceWorker.register('/sw.min.js').then(function(registration) {
      console.log('ServiceWorker registration successful with scope: ', registration.scope);
    }).catch(function(err) {
      console.error('ServiceWorker registration failed: ', err);
    });
  }
} catch (error) {
  console.error(error);
}

ServiceWorker 客户端代码

上面介绍浏览器客户端代码的时候，有引入一个外部脚本依赖 sw.js。

在分享代码之前，有做过 PWA 相关项目或者了解的同学，可能或多或少会在 增强缓存 这个地方被坑到，比如：缓存无法更新、缓存内容过多无法写入。

缓存无法更新有一个简单有效的解决方案：定时切换缓存使用的 Store。如果再引入当前时间这个因素，可以保障缓存使用的 Store 不存在资源争抢的问题。

结合站点内容特点，配合定期清理缓存的脚本，可以将缓存数量控制在一定的范围之内。

这里提供一个小思路，对服务端资源进行二次缓存的时候，可以设定一个最大缓存时间的策略，而这里有两个方案：

对每个资源设定缓存 TTL
对所有资源设定统一 TTL

我个人选择第二个方案，牺牲一定的缓存复用，但是有效降低资源之间的版本管理的复杂度。

而需要缓存的资源一般分为两类：

短时间缓存：页面或者页面片段
相对长时间缓存：图片等媒体资源，或者有一定跨页面通用能力的脚本和样式资源

这里以10分钟（调试模式单位替换为秒）为一个时间段，为短时间缓存的资源进行缓存。设定星期数为其他资源进行缓存周期。

这里我们不必过分处理 install 和 active 事件，只需要统一在 fetch 事件中进行缓存更新和清理即可，比如下面这样：

function weekId() {
  var now = (new Date());
  var dt = new Date(now.getFullYear(), 0, 1);
  return Math.ceil((((now - dt) / 86400000) + dt.getDay() + 1) / 7);
}

var isDevMode = false;
var CACHE_LONG_TTL = 'WEEK_' + weekId();
var CACHE_TINY_TTL = 'TINY_';

function cleanCache(whiteList) {
  return caches.keys().then(function(buckets) {
    return Promise.all(buckets.filter(function(bucket) {
      return whiteList.indexOf(bucket) === -1;
    }).map(function(bucket) {
      return caches.delete(bucket);
    }));
  });
}

self.addEventListener('activate', function(event) {
  event.waitUntil(cleanCache([CACHE_LONG_TTL]));
});

self.addEventListener('fetch', function(event) {

  var url = new URL(event.request.url);
  if (url.protocol.toLowerCase() !== 'https:') return;

  var now = new Date;
  var CACHE_INTERVAL = Math.floor((isDevMode ? now.getSeconds() : now.getMinutes()) / 10);
  var CACHE_KEY = CACHE_TINY_TTL + CACHE_INTERVAL;

  if (url.pathname.endsWith('/') ||
      url.pathname.endsWith('.html') ||
      url.pathname.endsWith('.md') ||
      url.pathname.endsWith('/feed/') ||
      url.pathname.endsWith('/feed') ||
      url.pathname.endsWith('sw.js')) {

    cleanCache([CACHE_LONG_TTL, CACHE_KEY]);

    event.respondWith(caches.open(CACHE_KEY).then(function(cache) {
      return cache.match(url).then(function(response) {
        if (response) return response;
        return fetch(event.request).then(function(response) {
          cache.put(event.request, response.clone());
          return response;
        });
      });
    }));

  } else {
    event.respondWith(caches.open(CACHE_LONG_TTL).then(function(cache) {
      return cache.match(event.request).then(function(response) {
        if (response) return response;
        return fetch(event.request).then(function(response) {
          cache.put(event.request, response.clone());
          return response;
        });
      });
    }));
  }

});

如果你的访客有不少是 Chrome v50 和 FireFox v46 以下的客户端，那么你可能还需要引入下面的 Polyfill : https://github.com/dominiccooney/cache-polyfill/blob/master/index.js

当然，在引入的时候，建议还是进行压缩，进一步提高页面性能（哪怕它是独立于客户端脚本另外的异步进程）。

当一切都完成之后，如果顺利的话，你的网站的将支持有限时间（本文是10min）的离线访问，以及重复访问时更好的响应能力。

另外，你也不需要担心 sw.js 被缓存后，这个站点变成“完全离线”。因为 sw.js 按照规范可以保证它的最长存在生命周期是 1天，也就是说，未来你的策略更新最多延迟1天。

最后

再次跑分，发现 Lighthouse 已经全面绿色评价了，不过前文中我提过，我不太需要把网站变为纯粹的 PWA 应用，没有去设定 mainfest ，所以，依旧有 4 点改进建议。

用户不能够“安装” Web App。
没有定义启动屏幕（仿客户端体验）。
没有定义顶栏的主题色。
viewport 没有优化。

这些后面再说吧。

–EOF

砥砺

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