去年apple在iOS11.3的正式更新中，添加了对service worker的支持。新的桌面版Safari会默认打开Service Worker。这意味着我们可以通过Safari将支持PWA的站点像原生app一样添加到桌面，并且支持在离线状态下访问。至此，Microsoft, Chrome, Apple这些浏览器大厂都已全部支持了PWA。本文将为大家介绍PWA的特点、技术核心、创建方法、在项目中的应用和调试技巧。
什么是PWA
PWA(progressing web app)，渐进式网页应用程序，是google在2016年GoogleI/O大会上提出的下一代web应用模型，并在随后的日子里迅速发展。PWA的目的在于增强web体验。从功能上来讲，PWA首先是一个web应用，通过manifest.json配置文件以及Service Worker来获得web加载速度提升，支持离线工作，可被添加主屏幕，全屏执行等特性。这些特性使得web应用（尤其是移动设备）体验渐进式接近原生app。
PWA的特点
在我们思考PWA会为我们带来哪些提升的时候，google已经为我们总结出了PWA的相关特性（可参考：https://developers.google.com...）。
PWA会为web应用带来如下的特点：
Reliable - Load instantly and never show the downasaur, even in uncertainnetwork conditions（可靠的，即使在网络不稳定的条件下，也能够立即加载并且永远不会显示网络瘫痪的页面）
Fast - Respondquickly to user interactions with silky smooth animations and no jankyscrolling.（迅速的，借助于流畅的动画和无卡顿滚动实现快速响应用户的交互）
Engaging- Feel like a natural app on the device, with an immersive user experience.（迷人的，PWA有着近乎原生app般的用户体验）
而在google更具体的定义下，PWA至少应具有这些特性：
渐进式：可以确保每个用户都能够打开网页 响应式：所有硬件设备如手机，pc都能够完美适配离线应用：支持没有网络的情况下也可以打开网页
app化：体验近似app
常更新：经常处于最新的状态
安全：仅服务于https协议确保传输内容不会被篡改
可被发现：允许被搜索引擎识别
推送：在没有打开app的情况下可以获取到推送信息
可安装：能够像app一样被添加到桌面
可跳转：只需一个链接即可访问到你的web app
PWA的技术核心
想让自己的web app升级成为PWA，绕不开PWA三个关键的技术：
- Service Worker
- Manifest
- Push Notification
下面我会逐一为大家介绍三者的概念
1 ServiceWorker
Service worker算是PWA中的最核心内容了。相比于浏览器默认提供的workers, service worker是一种特别的事件驱动的worker，特别之处在于它的生命周期与当前页面无关，当前页面未关闭也可以退出，当前页面未打开时也可以启动。也就是，service worker提供了web应用通常不具有的离线能力。在网络不稳定的情况下，可以操作cache获取数据，并保持页面在离线状态下也能正常显示。（达观数据 施列宇）
你可能会问AppCache也具有同样的离线能力，为什么我们不能使用AppCache呢？实际上AppCache这项技术本身存在更新，存储大小，路径问题。在多页面应用方便，AppCache还存在着明显的缺陷。而Service Worker可以很好的规避这些问题。
Service Worker的启用条件是1.必须是https协议或者localhost环境下，2..浏览器支持。有了这两个先决条件，我们就可以使用Service Worker进行PWA开发了。
Service Worker兼容性目前进展
生命周期是Service Worker中比较复杂的一部分了，如果不能了解它的整个周期，在使用过程中，你可能会有一种失控的感觉。
Service Worker的生命周期包含六种状态：parsed, installing, installed. activating, activated, redundant。状态之前的转换过程可以用一张图来表达。
Service Worker的生命周期
Parsed(解析成功): 页面注册Service Worker时，浏览器解析脚本并获取入口点。解析成功，就可以访问serviceworker对象了。
Installing(正在安装):Service Worker在解析完成后，浏览器会进行安装。如果安装失败会直接进入到redundant(废弃)状态。（达观数据 施列宇）
Installed/Waiting(安装成功/等待状态): 如果ServiceWorker成功安装，Service Worker会处于等待状态，等待事件响应。
Activating(正在激活): 处于等待状态下的Service Worker如果感知到以下几件事儿，将会进入activating状态中：1.Service Worker脚本中self.skipWaiting()方法被调用；2.用户已关闭service worker作用域下的所有页面；3.页面超时。Acticating失败也会使Service Worker进入Rendundant状态。
Activated(激活成功): 激活成功状态。
Redundant(废弃): 废弃状态，Serivce Worker处于这个状态就会停止工作，需要开发者去检查哪一个环节出了问题。
2 Manifest（应用清单）
PWA提供了一个manifest.json清单文件来向浏览器暴露web应用的元数据，包括名称，icon的url等。以备浏览器使用，比如在添加至主屏或推送通知时暴露给操作系统，从而增强web应用于操作系统的集成能力。
Manifest在PWA中的作用大致有:
- 将PWA添加至手机屏幕上
- 在app中全屏启动，不显示地址栏
- 控制屏幕横竖屏
- 定义PWA启动画面
- 设置应用的启动方式，是从主屏幕启动还是从URL启动
- 设置添加屏幕上的应用程序的基本属性，如名称，图标
3 Push Notification（消息推送）
Service worker中提供了消息推送的功能。消息推送在原生app或者hybird app中已不鲜见。消息推送到页面，意味着页面预先知道有些事情要发生，并把这些事情做好。比如，提前准备好页面需要的资源。推送的服务器，chromium默认使用的是GCM/FCM，目前由于某些原因还无法在国内进行访问，国内暂时也没有浏览器厂商支持标准的推送服务。
创建一个简单的PWA
介绍了PWA使用到的核心技术，下面我们来创建一个简单的PWA。
在使用Service之前，需要先判断宿主对象navigator中是否含有servicerWorker对象。如果存在，则可以通过serviceWorker对象的register方法进行注册。
注册Service Worker
注册过程中，浏览器会解析serviceWorker注册文件，在此期间出现任何错误，service Worker都会进入Redundant状态。（达观数据 施列宇）
Service Worker成功执行，install事件就会被激活，install完成后，service worker进入就绪状态，可以进行使用了。
install事件预处理安装逻辑，使用skipWaiting方法让service worker直接进入activating状态
service worker对象监听fetch对接，在此觉得是否需要使用service worker缓存文件亦或是原地址内容。
使用caches.match方法判断当前request是否为已缓存内容
除此之外，我们也需要及时将过期的静态资源清除掉，当web更新，某些文件添加了新的版本号，可以通过activate事件回调，清除掉过期资源。然后使用clients.claim方法取得页面控制权，这样新页面打开则会使用新的service worker,旧的service worker对象则会进入redundant状态。
使用activate事件处理过期资源
这样一个支持PWA的web app已经搭建起来了，刷新页面后可以从chrome network中看到几个缓存的静态资源来源是from ServiceWorker。
从network中看出部分资源是从service worker加载而来的
在angular项目中添加PWA支持
达观数据使用了Angular作为前端技术栈，我们前端技术团队在研究pwa支持的同时也考虑了前端项目在angular项目中的兼容性。
Angular在6.0版本加入了PWA的支持，想要支持PWA特性需要先将angular，angular-cli升级到6+.
使用ng add @angular/pwa添加PWA特性支持。添加后会检测到angular.json，ngsw.json，manifest.json等多个文件被编辑或被创建。其中ngsw.json是angular的PWA特性的配置文件。（达观数据 施列宇）
使用ng build –prod –build-optimizer 命令将代码打包，将代码部署后会看到静态资源都来源于serviceWorker，也就证明PWA添加成功了。
使用chrome调试PWA
google作为PWA的推行者，自家的浏览器也最早带上了PWA调试工具，方便开发者进行功能调试。
开发者通过F12打开调试窗口，选择application，下方会有service workers相应的窗口。这里可以看到当前域下有哪些serviceworker对象，可以观察到他们当前的状态，service worker对象文件详情等信息。也可以通过offline勾选项切换无网络状态下页面的反应，update on reload强制每次刷新都重置service worker进行install; Bypass for network切换不支持service worker窗口下的页面呈现状态。可以说都是很棒的调试功能。（达观数据 施列宇）
chrome service worker调试窗口
大家也可以在chrome://serviceworker-internals中了解浏览器中所有的service worker状态。
关于作者
施列宇：达观数据前端技术专家，负责达观数据毕昇系统，仓颉系统等项目的研发，对数据挖掘在前端产品中落地，前端数据可视化，标准化工程化有着多年的研究。