即时导航体验

利用 Service Worker 补充传统的预提取技术。

Demián Renzulli
Demián Renzulli
X GitHub 故障
Gilberto Cocchi
Gilberto Cocchi
X GitHub
Jeff Posnick

在网站上执行任务通常需要完成多个步骤。例如，在电子商务网站上购买商品可能涉及搜索商品、从结果列表中选择商品、将商品添加到购物车，以及通过结账完成操作。

从技术层面来讲，浏览不同页面意味着发出导航请求。一般来说，您不希望使用长效 Cache-Control 标头来缓存导航请求的 HTML 响应。一般情况下，应使用 Cache-Control: no-cache 通过网络满足这些条件，以确保 HTML 以及后续网络请求的链是（合理）最新的。 遗憾的是，每次用户导航到新网页时都必须与网络进行交互，这意味着每次导航都可能会很慢，至少意味着导航速度不会可靠地快。

如需加快这些请求的速度，如果您能预测用户的操作，则可以提前请求这些网页和资源，并将其在缓存中保留一小段时间，直到用户点击这些链接。此技术称为预加载，通常通过向网页添加 <link rel="prefetch"> 标记来实现，以指明要预加载的资源。

在本指南中，我们将探索如何将服务工件用作传统预加载技术的补充。

生产案例

MercadoLibre 是拉丁美洲最大的电子商务网站。为了加快导航速度，它们会在流程的某些部分动态注入 <link rel="prefetch"> 标记。例如，在商品详情页面中，当用户滚动到商品详情的底部时，它们会立即提取下一页结果：

MercadoLibre 的商品详情页面 1 和 2 的屏幕截图，以及将这两个页面关联起来的链接预提取代码。

系统会以“最低”优先级请求预提取的文件，并将其存储在 HTTP 缓存或内存缓存（具体取决于资源是否可缓存）中，存储时间因浏览器而异。例如，从 Chrome 85 开始，此值为 5 分钟。资源会保留 5 分钟左右，之后会应用资源的常规 Cache-Control 规则。

使用 Service Worker 缓存可以将预提取资源的生命周期延长到超过五分钟窗口。

例如，意大利体育门户网站 Virgilio Sport 使用服务工件预加载其首页中最热门的帖子。它们还使用 Network Information API 来避免为使用 2G 连接的用户预加载。

Virgilio Sport 徽标。

因此，在 3 周的观察期内，Virgilio Sport 发现，导航到文章的加载时间缩短了 78%，文章展示次数增加了 45%。

Virgilio Sport 首页和文章页面的屏幕截图，其中包含预提取后的影响指标。

使用 Workbox 实现预缓存

在下一部分，我们将使用 Workbox 演示如何在 Service Worker 中实现不同的缓存技术，这些技术可通过将此任务完全委托给 Service Worker，作为 <link rel="prefetch"> 的补充，甚至可以替代它。

1. 预缓存静态网页和网页子资源

预缓存是指 Service Worker 在安装时将文件保存到缓存的功能。

在以下情况下，预缓存用于实现与预加载类似的目标：加快导航速度。

预缓存静态网页

对于在构建时生成的页面（例如 about.html、contact.html）或完全静态网站，只需将相应网站的文档添加到预缓存列表中，这样每当用户访问这些文档时，它们就已在缓存中：

workbox.precaching.precacheAndRoute([
  {url: '/about.html', revision: 'abcd1234'},
  // ... other entries ...
]);

预缓存网页子资源

预缓存网站不同部分可能使用的静态资源（例如 JavaScript、CSS 等）是一项常见的最佳实践，可以在预加载场景中进一步提升性能。

为了加快电子商务网站的导航速度，您可以在列表页面中使用 <link rel="prefetch"> 标记，为列表页面的前几个产品预提取商品详情页面。如果您已经预缓存了商品页面子资源，这样可以加快导航速度。

如需实现此功能，请执行以下操作：

  • 向网页添加 <link rel="prefetch"> 标记：
 <link rel="prefetch" href="/phones/smartphone-5x.html" as="document">
  • 将页面子资源添加到 Service Worker 中的预缓存列表：
workbox.precaching.precacheAndRoute([
  '/styles/product-page.ac29.css',
  // ... other entries ...
]);

2. 延长预提取资源的生命周期

如前所述，<link rel="prefetch"> 会提取资源并将其保存在 HTTP 缓存中一段时间，之后系统会应用资源的 Cache-Control 规则。自 Chrome 85 起，此值为 5 分钟。

借助服务工作器，您可以延长预加载页面的生命周期，同时还能让这些资源可供离线使用，从而获得额外的好处。

在上面的示例中，您可以使用 Workbox 运行时缓存策略来补充用于预加载商品页面的 <link rel="prefetch">。

如需实现此功能，请执行以下操作：

  • 向网页添加 <link rel="prefetch"> 标记：
 <link rel="prefetch" href="/phones/smartphone-5x.html" as="document">
  • 在 Service Worker 中针对以下类型的请求实现运行时缓存策略：
new workbox.strategies.StaleWhileRevalidate({
  cacheName: 'document-cache',
  plugins: [
    new workbox.expiration.Plugin({
      maxAgeSeconds: 30 * 24 * 60 * 60, // 30 Days
    }),
  ],
});

在本例中，我们选择使用“在重新验证期间使用过时数据”策略。在此策略中，可以同时从缓存和网络请求网页。响应来自缓存（如果有），否则来自网络。每次成功请求时，缓存都会始终与网络响应保持最新状态。

3. 将预加载委托给 Service Worker

在大多数情况下，最好的方法是使用 <link rel="prefetch">。该标记是一种资源提示，旨在尽可能提高预加载效率。

不过，在某些情况下，最好将此任务完全委托给服务工件。例如：如需预加载客户端呈现的产品详情页面中的前几个产品，您可能需要根据 API 响应在该页面中动态注入多个 <link rel="prefetch"> 代码。这可能会暂时占用网页主线程的时间，并使实现变得更加困难。

在这种情况下，请使用“页面到服务工作器通信策略”，将预加载任务完全委托给服务工作器。您可以使用 worker.postMessage() 实现此类通信：

与服务工件进行双向通信的网页的图标。

Workbox Window 软件包简化了此类通信，提取了正在执行的底层调用的许多详细信息。

您可以通过以下方式使用 Workbox Window 实现预提取：

  • 在页面中：调用 Service Worker，向其传递消息类型和要预取的网址列表：
const wb = new Workbox('/sw.js');
wb.register();

const prefetchResponse = await wb.messageSW({type: 'PREFETCH_URLS', urls: […]});
  • 在 Service Worker 中：实现一个消息处理程序，为每个网址发出 fetch() 请求以进行预提取：
addEventListener('message', (event) => {
  if (event.data.type === 'PREFETCH_URLS') {
    // Fetch URLs and store them in the cache
  }
});