Прогрессивные веб-приложения привносят в Интернет множество функций, ранее зарезервированных для собственных приложений. Одной из наиболее выдающихся особенностей PWA является возможность работы в автономном режиме.
Еще лучше было бы использовать потоковую передачу мультимедиа в автономном режиме, которую вы можете предложить своим пользователям несколькими различными способами. Однако это создает поистине уникальную проблему: медиафайлы могут быть очень большими. Итак, вы можете спросить:
- Как загрузить и сохранить большой видеофайл?
- И как мне передать его пользователю?
В этой статье мы обсудим ответы на эти вопросы, ссылаясь на созданную нами демонстрационную версию PWA Kino , которая предоставляет вам практические примеры того, как можно реализовать потоковую передачу мультимедиа в автономном режиме без использования каких-либо функциональных или презентационных инфраструктур. Следующие примеры предназначены в основном для образовательных целей, поскольку в большинстве случаев вам, вероятно, придется использовать одну из существующих медиа-платформ для предоставления этих функций.
Если у вас нет хорошего экономического обоснования для собственной разработки, создание PWA с потоковой передачей в автономном режиме будет сопряжено с трудностями. В этой статье вы узнаете об API и методах, используемых для предоставления пользователям высококачественного автономного мультимедиа.
Загрузка и сохранение большого медиафайла
Прогрессивные веб-приложения обычно используют удобный Cache API для загрузки и хранения ресурсов, необходимых для работы в автономном режиме: документов, таблиц стилей, изображений и т. д.
Вот базовый пример использования Cache API в Service Worker:
const cacheStorageName = 'v1';
this.addEventListener('install', function(event) {
event.waitUntil(
caches.open(cacheStorageName).then(function(cache) {
return cache.addAll([
'index.html',
'style.css',
'scripts.js',
// Don't do this.
'very-large-video.mp4',
]);
})
);
});
Хотя приведенный выше пример технически работает, использование Cache API имеет несколько ограничений, которые делают его использование с большими файлами непрактичным.
Например, Cache API не делает:
- Позволяет легко приостанавливать и возобновлять загрузку
- Позволяет отслеживать ход загрузок
- Предложите способ правильного ответа на запросы диапазона HTTP.
Все эти проблемы являются довольно серьезными ограничениями для любого видеоприложения. Давайте рассмотрим некоторые другие варианты, которые могут быть более подходящими.
В настоящее время Fetch API — это кроссбраузерный способ асинхронного доступа к удаленным файлам. В нашем случае это позволяет вам получать доступ к большим видеофайлам в виде потока и постепенно сохранять их в виде фрагментов, используя запрос диапазона HTTP.
Теперь, когда вы можете читать фрагменты данных с помощью Fetch API, вам также необходимо их сохранить. Скорее всего, с вашим медиафайлом связано множество метаданных, таких как: имя, описание, продолжительность выполнения, категория и т. д.
Вы храните не один медиафайл, вы храните структурированный объект, а медиафайл — это всего лишь одно из его свойств.
В этом случае API IndexedDB предоставляет отличное решение для хранения как медиаданных, так и метаданных. Он может легко хранить огромные объемы двоичных данных, а также предлагает индексы, которые позволяют выполнять очень быстрый поиск данных.
Загрузка медиафайлов с помощью Fetch API
Мы создали несколько интересных функций вокруг Fetch API в нашей демонстрационной версии PWA, которую мы назвали Kino — исходный код является общедоступным, поэтому не стесняйтесь его просмотреть.
- Возможность приостанавливать и возобновлять незавершенные загрузки.
- Пользовательский буфер для хранения фрагментов данных в базе данных.
Прежде чем показать, как реализованы эти функции, мы сначала кратко рассмотрим, как вы можете использовать Fetch API для загрузки файлов.
/**
* Downloads a single file.
*
* @param {string} url URL of the file to be downloaded.
*/
async function downloadFile(url) {
const response = await fetch(url);
const reader = response.body.getReader();
do {
const { done, dataChunk } = await reader.read();
// Store the `dataChunk` to IndexedDB.
} while (!done);
}
Обратите внимание, что await reader.read() находится в цикле? Таким образом вы будете получать фрагменты данных из читаемого потока по мере их поступления из сети. Подумайте, насколько это полезно: вы можете начать обработку своих данных еще до того, как они поступят из сети.
Возобновление загрузок
Когда загрузка приостанавливается или прерывается, поступившие фрагменты данных будут безопасно сохранены в базе данных IndexedDB. Затем вы можете отобразить кнопку для возобновления загрузки в своем приложении. Поскольку демо-сервер PWA Kino поддерживает запросы диапазона HTTP, возобновить загрузку довольно просто:
async downloadFile() {
// this.currentFileMeta contains data from IndexedDB.
const { bytesDownloaded, url, downloadUrl } = this.currentFileMeta;
const fetchOpts = {};
// If we already have some data downloaded,
// request everything from that position on.
if (bytesDownloaded) {
fetchOpts.headers = {
Range: `bytes=${bytesDownloaded}-`,
};
}
const response = await fetch(downloadUrl, fetchOpts);
const reader = response.body.getReader();
let dataChunk;
do {
dataChunk = await reader.read();
if (!dataChunk.done) this.buffer.add(dataChunk.value);
} while (!dataChunk.done && !this.paused);
}
Пользовательский буфер записи для IndexedDB
На бумаге процесс записи значений dataChunk в базу данных IndexedDB прост. Эти значения уже являются экземплярами ArrayBuffer , которые можно хранить непосредственно в IndexedDB, поэтому мы можем просто создать объект соответствующей формы и сохранить его.
const dataItem = {
url: fileUrl,
rangeStart: dataStartByte,
rangeEnd: dataEndByte,
data: dataChunk,
}
// Name of the store that will hold your data.
const storeName = 'fileChunksStorage'
// `db` is an instance of `IDBDatabase`.
const transaction = db.transaction([storeName], 'readwrite');
const store = transaction.objectStore(storeName);
const putRequest = store.put(data);
putRequest.onsuccess = () => { ... }
Хотя этот подход работает, вы, вероятно, обнаружите, что запись в IndexedDB происходит значительно медленнее, чем загрузка. Это происходит не потому, что запись в IndexedDB медленная, а потому, что мы добавляем много транзакционных издержек, создавая новую транзакцию для каждого фрагмента данных, которые мы получаем из сети.
Загруженные фрагменты могут быть довольно маленькими и могут передаваться потоком в быстрой последовательности. Вам необходимо ограничить скорость записи IndexedDB. В демо PWA Кино мы делаем это, реализуя промежуточный буфер записи .
Когда фрагменты данных поступают из сети, мы сначала добавляем их в наш буфер. Если входящие данные не подходят, мы сбрасываем весь буфер в базу данных и очищаем его перед добавлением остальных данных. В результате записи в IndexedDB происходят реже, что приводит к значительному повышению производительности записи.
Обслуживание медиафайла из автономного хранилища
После загрузки медиафайла вы, вероятно, захотите, чтобы ваш сервис-воркер обслуживал его из IndexedDB, а не загружал файл из сети.
/**
* The main service worker fetch handler.
*
* @param {FetchEvent} event Fetch event.
*/
const fetchHandler = async (event) => {
const getResponse = async () => {
// Omitted Cache API code used to serve static assets.
const videoResponse = await getVideoResponse(event);
if (videoResponse) return videoResponse;
// Fallback to network.
return fetch(event.request);
};
event.respondWith(getResponse());
};
self.addEventListener('fetch', fetchHandler);
Итак, что вам нужно сделать в getVideoResponse() ?
Метод
event.respondWith()ожидает объектResponseв качестве параметра.Конструктор Response() сообщает нам, что существует несколько типов объектов, которые мы могли бы использовать для создания экземпляра объекта
Response:Blob,BufferSource,ReadableStreamи другие.Нам нужен объект, который не хранит все свои данные в памяти, поэтому мы, вероятно, захотим выбрать
ReadableStream.
Кроме того, поскольку мы имеем дело с большими файлами и хотели разрешить браузерам запрашивать только ту часть файла, которая им нужна в данный момент, нам нужно было реализовать некоторую базовую поддержку запросов диапазона HTTP .
/**
* Respond to a request to fetch offline video file and construct a response
* stream.
*
* Includes support for `Range` requests.
*
* @param {Request} request Request object.
* @param {Object} fileMeta File meta object.
*
* @returns {Response} Response object.
*/
const getVideoResponse = (request, fileMeta) => {
const rangeRequest = request.headers.get('range') || '';
const byteRanges = rangeRequest.match(/bytes=(?<from>[0-9]+)?-(?<to>[0-9]+)?/);
// Using the optional chaining here to access properties of
// possibly nullish objects.
const rangeFrom = Number(byteRanges?.groups?.from || 0);
const rangeTo = Number(byteRanges?.groups?.to || fileMeta.bytesTotal - 1);
// Omitting implementation for brevity.
const streamSource = {
pull(controller) {
// Read file data here and call `controller.enqueue`
// with every retrieved chunk, then `controller.close`
// once all data is read.
}
}
const stream = new ReadableStream(streamSource);
// Make sure to set proper headers when supporting range requests.
const responseOpts = {
status: rangeRequest ? 206 : 200,
statusText: rangeRequest ? 'Partial Content' : 'OK',
headers: {
'Accept-Ranges': 'bytes',
'Content-Length': rangeTo - rangeFrom + 1,
},
};
if (rangeRequest) {
responseOpts.headers['Content-Range'] = `bytes ${rangeFrom}-${rangeTo}/${fileMeta.bytesTotal}`;
}
const response = new Response(stream, responseOpts);
return response;
Не стесняйтесь ознакомиться с исходным кодом демонстрационного PWA-сервиса Kino , чтобы узнать, как мы читаем данные файла из IndexedDB и создаем поток в реальном приложении.
Другие соображения
Теперь, когда основные препятствия устранены, вы можете начать добавлять некоторые полезные функции в свое видеоприложение. Вот несколько примеров функций, которые вы найдете в демо-версии PWA Kino :
- Интеграция API сеанса мультимедиа , которая позволяет вашим пользователям управлять воспроизведением мультимедиа с помощью специальных аппаратных клавиш мультимедиа или из всплывающих окон с медиа-уведомлениями.
- Кэширование других ресурсов, связанных с медиафайлами, таких как субтитры и изображения постеров, с использованием старого доброго Cache API .
- Поддержка загрузки видеопотоков (DASH, HLS) внутри приложения. Поскольку манифесты потоков обычно объявляют несколько источников с разным битрейтом, вам необходимо преобразовать файл манифеста и загрузить только одну версию мультимедиа, прежде чем сохранять ее для просмотра в автономном режиме.
Далее вы узнаете об ускоренном воспроизведении с предварительной загрузкой аудио и видео .