3分钟掌握应用缓存方案

2023-10-06  本文已影响0人  vincent_z

当谈到现代的 Web 开发和离线访问时，应用缓存（Application Cache）是一个重要的话题。应用缓存提供了一种在离线状态下访问网页的机制，使用户可以在没有网络连接的情况下继续浏览网站。

应用缓存

下面是设置应用缓存的基本步骤：

  1. 在你的 HTML 文件的 <html> 标签中，添加一个 manifest 属性，指向描述缓存资源的 .appcache 文件。例如：
<!DOCTYPE html>
<html manifest="example.appcache">
...
</html>
  1. 创建一个 .appcache 文件，并在其中列出需要缓存的资源。该文件的扩展名通常为 .appcache，但实际上可以使用任何扩展名。例如，你可以创建一个名为 example.appcache 的文件，并添加以下内容：
CACHE MANIFEST
# Version 1.0.0

CACHE:
/css/styles.css
/js/main.js
/images/logo.png

NETWORK:
*

FALLBACK:
/offline.html

在 CACHE: 部分列出你希望缓存的文件路径。在上述示例中，CSS 文件、JavaScript 文件和图像文件都会被缓存。

NETWORK: 部分指定哪些资源需要在线获取，使用 * 表示所有资源都需要在线获取。

FALLBACK: 部分定义了离线时应该提供的替代页面。在上述示例中，如果用户离线并且访问了一个未缓存的页面，将会显示 /offline.html 页面作为替代。

  1. 将 .appcache 文件上传到你的服务器，并确保可通过网址访问到它。

  2. 当用户首次访问你的网页时，浏览器将会下载并缓存 .appcache 文件中列出的资源。

  3. 在接下来的访问中，浏览器将检查 .appcache 文件是否有更新。如果有更新，浏览器将下载新的资源并更新缓存。

然而，应用缓存已经被废弃，现代的离线缓存方案主要包括使用 Service Worker 和浏览器的 Cache Storage API。

应用缓存的问题

应用缓存在过去使用广泛，但它存在一些问题，因此被废弃。其中一些问题包括：

  1. 更新困难：缺乏灵活性，难以更新缓存的资源。一旦缓存的资源发生变化，需要等到缓存的 manifest 文件发生变化或缓存过期后才能获取到更新的资源。

  2. 可绕过性：用户可以手动清除浏览器的应用缓存，从而绕过缓存并强制浏览器重新加载资源。

  3. 缓存限制：大小有限，通常只能缓存较小的资源。大型文件无法有效地缓存，限制了其在离线访问中的应用场景。

其他离线缓存方案

  1. Service Worker：一种在浏览器后台运行的脚本，可以拦截和处理网络请求，从而使开发者能够自定义缓存策略和离线访问逻辑。开发者可以精确控制缓存的更新、失效和资源获取方式。一般与Cache Storage API搭配使用，支持缓存用于缓存文件和其他资源。

  2. Cache Storage API：浏览器提供的 API，用于管理和操作缓存。允许开发者以编程方式创建、检索和删除缓存，并将请求和响应存储在缓存中。开发者可以更细粒度地控制缓存的操作，并实现自定义的缓存策略。

这些现代的离线缓存方案提供了更强大和灵活的功能，使开发者能够更好地控制网页的离线访问体验。它们支持动态缓存、离线资源更新和更高级的缓存策略，同时也提供了更好的性能和用户体验。

Service Worker

以下是一个使用 Service Worker 实现离线缓存的示例代码：

// 注册 Service Worker
if ('serviceWorker' in navigator) {
  window.addEventListener('load', () => {
    navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js')
      .then(registration => {
        console.log('Service Worker 注册成功:', registration);
      })
      .catch(error => {
        console.log('Service Worker 注册失败:', error);
      });
  });
}

// service-worker.js

const CACHE_NAME = 'my-cache';
const urlsToCache = [
  '/',
  '/styles.css',
  '/script.js',
  '/image.jpg'
];

self.addEventListener('install', event => {
  event.waitUntil(
    caches.open(CACHE_NAME)
      .then(cache => {
        return cache.addAll(urlsToCache);
      })
  );
});

self.addEventListener('fetch', event => {
  event.respondWith(
    caches.match(event.request)
      .then(response => {
        return response || fetch(event.request);
      })
  );
});

上述代码首先在页面中注册了一个 Service Worker。在 service-worker.js 脚本中，我们在安装阶段缓存了一些资源，并在请求拦截阶段返回缓存的响应。

在使用Service Worker时，可能会遇到以下一些常见问题：

  1. 缓存更新问题：新的Service Worker可能无法立即激活并替换旧的Service Worker，导致缓存更新不及时。可以通过在Service Worker中监听activate事件，并在其中清理旧的缓存来解决此问题。
self.addEventListener('activate', function(event) {
  event.waitUntil(
    caches.keys().then(function(cacheNames) {
      return Promise.all(
        cacheNames.filter(function(cacheName) {
          // 过滤出旧的缓存名称
          return cacheName !== 'my-cache';
        }).map(function(cacheName) {
          // 删除旧的缓存
          return caches.delete(cacheName);
        })
      );
    })
  );
});
  1. 缓存一致性问题：当更新Web应用的静态资源时，由于浏览器的缓存机制，可能会导致新的资源无法及时生效。可以通过在资源的URL中添加版本号或哈希值，以及在Service Worker中更新缓存策略来解决此问题。
// 在资源的URL中添加版本号或哈希值
const staticResources = [
  '/styles.css?v=1.0',
  '/script.js?v=1.0'
];

self.addEventListener('install', function(event) {
  event.waitUntil(
    caches.open('my-cache')
      .then(function(cache) {
        return cache.addAll(staticResources);
      })
  );
});

self.addEventListener('fetch', function(event) {
  event.respondWith(
    caches.match(event.request)
      .then(function(response) {
        if (response) {
          return response;
        }
        
        // 更新缓存策略
        return fetch(event.request)
          .then(function(networkResponse) {
            if (networkResponse.ok) {
              // 将新的响应添加到缓存中
              caches.open('my-cache')
                .then(function(cache) {
                  cache.put(event.request, networkResponse.clone());
                });
            }
            
            return networkResponse;
          });
      })
  );
});

  1. HTTPS限制：Service Worker只能在使用HTTPS协议的网站上使用，这是出于安全考虑。在开发环境中，可以使用localhost或自签名证书来进行测试。

  2. 作用域限制：Service Worker的作用域是其所在的文件夹及其子文件夹，因此需要确保Service Worker文件与要拦截的请求在同一目录或子目录下。

  3. 生命周期管理：Service Worker具有自己的生命周期，需要注意其注册、安装、激活和更新等过程，并合理处理这些事件以确保正确的功能和更新。

  4. 浏览器兼容性：尽管大多数现代浏览器都支持Service Worker，但在一些旧版本的浏览器中可能存在兼容性问题，因此需要进行兼容性测试和降级处理。

Cache Storage API

以下是一个使用 Cache Storage API 进行离线缓存的示例代码：

// 打开或创建一个名为 "my-cache" 的缓存
caches.open('my-cache')
  .then(cache => {
    // 缓存所需的资源
    return cache.addAll([
      '/',
      '/styles.css',
      '/script.js',
      '/image.jpg'
    ]);
  });

// 拦截请求并返回缓存的响应
self.addEventListener('fetch', event => {
  event.respondWith(
    caches.match(event.request)
      .then(response => {
        return response || fetch(event.request);
      })
  );
});

上述代码通过 caches.open 方法打开或创建一个名为 "my-cache" 的缓存，并使用 cache.addAll 方法缓存指定的资源。在请求拦截阶段，我们使用 caches.match 方法查找匹配的缓存响应，并返回缓存的响应或继续从网络获取。

写在最后

总结起来，应用缓存在过去曾经是一种常见的离线访问解决方案，但由于其固有的问题，如更新困难、可绕过性和缓存限制，现代的 Web 开发更倾向于使用其他离线缓存方案。其中，Service Worker 和 Cache Storage API 是目前主流的离线缓存方案。随着 Web 技术的不断发展，我们应该关注和采用最新的离线缓存方案，以确保我们的网站能够适应不断变化的需求和用户期望。

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