Workbox使用分享

一、简要介绍

1.1 什么是Workbox

官方文档原文：

At this point, service workers may seem tricky. There’s lots of complex interactions that are hard to get right. Network requests! Caching strategies! Cache management! Precaching! It’s a lot to remember. This doesn’t make service worker an ill-designed technology; it works as intended, and solves hard problems.

Good abstractions make complex APIs easier to use. That’s where Workbox comes in. Workbox is a set of modules that simplify common service worker routing and caching. Each module available addresses a specific aspect of service worker development. Workbox aims to make using service workers as easy as possible, while allowing the flexibility to accommodate complex application requirements where needed.

官方介绍文档链接：What is Workbox?

简单的来说 Workbox 是由 Google 开发的一个基于 Service Worker 的js库，提供了很多高效好用的工具和策略，其目的在于更加高效的实现应用缓存和离线优先应用（PWA），不再需要繁杂的编写SW相关的代码

1.2 Workbox的主要特性

1. Runtime Caching（运行时缓存）：
   • Workbox 提供了多种灵活的运行时缓存策略，以缓存动态内容，如 API 响应。
   • 内置的策略包括 NetworkFirst（优先从网络获取）、CacheFirst（优先从缓存获取）、StaleWhileRevalidate（边缘过期时刷新）等。
   • 开发者可以根据应用程序的需求选择适当的策略，并灵活配置缓存行为。
2. Strategies and Routing（策略和路由）：
   • Workbox 提供了灵活的路由和处理网络请求的能力，开发者可以根据具体需求定义自定义的缓存策略和路由规则。
   • 这使得开发者可以根据特定的 URL、请求方法或其他条件来定义不同的缓存行为，以满足应用程序的特定需求。
3. Precaching（预缓存）：
   • Workbox 允许开发者在服务工作者安装阶段预缓存静态资源，包括 HTML、CSS、JavaScript 文件、图像等。
   • 预缓存的资源在离线状态下可用，提高应用程序的可靠性和性能。
4. Background Sync（后台同步）：
   • Workbox 简化了实现后台同步的过程，允许将失败的网络请求排队并在用户恢复网络连接时重新尝试发送。
   • 后台同步功能可以提高应用程序的可靠性，确保关键操作（如提交表单或数据同步）在离线状态下也能正常完成。

1.3 如何在SW文件中使用

推荐在SW文件中引入Workbox cdn使用

importScripts('https://storage.googleapis.com/workbox-cdn/releases/5.1.2/workbox-sw.js');

二、具体使用

2.1 请求策略

在使用 Workbox 之前先然我们了解一下其提供的几种常用缓存策略

tips： 此处只介绍了业务中比较能用到的策略，像 Cache only（仅使用缓存）等不大可能使用的策略就不在这里展开了

CacheFirst（优先从缓存获取）

该策略将在页面发出请求时优先使用缓存中的数据作为响应，在缓存中无响应时才会发起网络请求

这种策略适合缓存一些不经常变动的资源，例如在 hoyolab 主站 pc 中使用了这种策略缓存了图片与svga等静态资源

NetworkFirst（优先从网络获取）

该策略将在页面发出请求时优先进行网络请求，请求成功后将响应存至缓存，当请求失败，若缓存中有内容响应则使用缓存响应

这种策略适合对稳定性要求较高的业务场景，保证在服务器错误时，前端应用不至于完全不可用

StaleWhileRevalidate（先从缓存获取，同时向网络请求）

该策略将在页面发出请求时先尝试使用缓存作为响应，然后在后台发起网络请求，将请求的响应更新至缓存，当然若缓存一开始就响应失败则直接使用网络请求

这种策略适合有变动的需求，但能接受当前使用过期缓存，后续访问更新的场景，或是对一些第三方资源的缓存

例如在 hoyolab 主站 pc 业务中就使用了该种策略缓存了语言列表、编辑器分割线资源、第三方播放器脚本（YouTube， twitch），多语言资源等请求

2.2 运行时缓存

运行时缓存 Runtime Caching 支持我们更加灵活和动态的去指定我们的缓存方案，我们可以指定一些路由来配置相应的缓存策略，来捕获一些动态内容，根据我们的策略来做缓存

使用方式

workbox.routing.registerRoute(matchCallback, handlerCallback, method)

参数	作用
matchCallback	可以是一个函数或者正则表达式用来匹配请求路由
handlerCallback	处理匹配请求的策略函数，一般而言直接使用 Workbox 提供的策略new workbox.strategies[‘策略’]
method（可选）	请求方法POST/GET若未指定则会默认匹配所有http方法

以下是运行时缓存的代码示例

workbox.routing.registerRoute(new RegExp('\\.(?:svg|svga)$'), // 路由匹配正则new workbox.strategies.CacheFirst({ // 上文提到的缓存策略cacheName: 'svgCache', // 可以为你的缓存起个自定义名字方便后续的管理plugins: [new workbox.expiration.ExpirationPlugin({maxEntries: 50, // 设置最大请求条数maxAgeSeconds: 7 * 24 * 60 * 60, // 设置最长请求时间7天}),],})
);

2.3 预缓存

预缓存是在SW安装的阶段就根据指定的缓存列表将资源存至缓存中，使其在离线状态下也可以进行访问

使用方式

workbox.precaching.precacheAndRoute(cacheArr)

该方法接受一个数组，我们可以在数组中指定我们想要缓存的资源

workbox.precaching.precacheAndRoute([{url: '/A.html', revision: '1.0.0' },{url: '/B.css', revision: '1.0.0'},{url: '/C.js', revision: '1.0.0'}
]);

revision字段主要用于标识我们的缓存版本，当改标识变更时会触发缓存更新

当然提供workbox的一些工具和构建流程结合我们也可以将这个过程自动化，这里先不展开了

2.4 后台同步

后台同步允许你在某个时机或周期性的在后台对后端数据进行同步

比如用户请求了数据，但是当前网络环境不稳定导致用户离线，这时我们可以使用 workbox 将失败的请求收集起来，在用户网络环境恢复时再次请求

下面是一个简单的实例

注册待重试的请求

const bgSyncPlugin = new workbox.backgroundSync.BackgroundSyncPlugin('retryQueue', {maxRetentionTime: 24 * 60 // 最多重试时间
});workbox.routing.registerRoute(/\/api/, // 随便写了个正则new workbox.strategies.NetworkOnly({plugins: [bgSyncPlugin]}),'POST'
);

该实例中我们设置了一个同步队列 retryQueue，然后匹配所有的/api请求，在这些请求失败时将请求加入到我们的重试队列中

注册待执行的函数

workbox.backgroundSync.registerRoute('retryQueue', async ({queue}) => {let entry;while (entry = await queue.shiftRequest()) {try {const response = await fetch(entry.request);const responseData = await response.json();} catch (error) {await queue.unshiftRequest(entry);return;}}
});

该实例函数会在用户重新在线时触发，从 retryQueue 队列中取出请求并执行，请求成功我们可以同步这些数据到业务侧，若请求失败则放回请求队列

除此之外SW的后台同步还能有更多的使用方式如表单后台同步，备份，轮询状态等场景这里就不展开了

三、为什么更倾向与使用Workbox，直接使用原生SW不好吗？

其实就正如介绍中所说的Workbox基于SW提供了非常多的工具和实现，简化了SW的使用，开发者能使用workbox更快的实现业务上的缓存功能，而不必编写底层的缓存策略

比如前文介绍的对svg资源的缓存，我们可以对比一下原生SW与workbox的实现差异

workbox：

workbox.routing.registerRoute(new RegExp('\\.(?:svg|svga)$'), // 路由匹配正则new workbox.strategies.CacheFirst({ // 上文提到的缓存策略cacheName: 'svgCache', // 可以为你的缓存起个自定义名字方便后续的管理plugins: [new workbox.expiration.ExpirationPlugin({maxEntries: 50, // 设置最大请求条数maxAgeSeconds: 7 * 24 * 60 * 60, // 设置最长请求时间7天}),],})
);

SW原生实现demo(生产环境策略指定需要更加的细化)

const CACHE_NAME = 'svga-cache';
const MAX_ENTRIES = 50;
const MAX_AGE = 7 * 24 * 60 * 60 * 1000; // 7 days in milliseconds// Clean old cache entries
async function cleanCache() {const cache = await caches.open(CACHE_NAME);const keys = await cache.keys();const entries = keys.filter(request => request.url.endsWith('.svga'));// Sort entries by ageentries.sort((a, b) => a.url < b.url ? 1 : -1);// Delete old or excess entriesfor(let i = entries.length - 1; i >= 0; i--) {if(i > MAX_ENTRIES - 1 || (Date.now() - entries[i].url) > MAX_AGE) {await cache.delete(entries[i]);}}
}// Install event
self.addEventListener('install', event => {event.waitUntil(cleanCache());
});// Fetch event
self.addEventListener('fetch', event => {if (event.request.url.endsWith('.svga')) {event.respondWith(caches.open(CACHE_NAME).then(cache => {return cache.match(event.request).then(response => {if (response) {// Cache hitreturn response;}// Cache missreturn fetch(event.request.clone()).then(networkResponse => {cache.put(event.request, networkResponse.clone());return networkResponse;});});}));}
});// Activate event
self.addEventListener('activate', event => {event.waitUntil(cleanCache());
});

很容易看出workbox具备更强大的易用性

当然选择workbox也并不是完全抛弃SW的原生使用，两者其实可以根据业务需要去并存