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Service Worker：前端离线化与性能优化的核心技术

news 2025/10/2 7:16:42

Service Worker 是运行在浏览器后台的独立线程，与网页主线程分离，能在离线状态下处理网络请求、缓存资源，是实现 PWA（渐进式 Web 应用）的核心技术。它为前端应用带来了离线访问、消息推送、后台同步等能力，极大提升了 Web 应用的用户体验。

一、Service Worker 的核心特性

独立运行环境
Service Worker 运行在单独的线程中，不阻塞主线程，也无法直接操作 DOM。它通过 postMessage 与页面通信，实现间接的数据交互。
生命周期管理
拥有完整的生命周期：安装（Install）→ 激活（Activate）→ 运行（Idle）→ 销毁（Terminated），每个阶段都可通过事件监听执行特定逻辑。
网络代理能力
能拦截页面发出的所有网络请求（fetch 事件），决定是返回缓存资源还是请求网络，实现离线访问和请求优化。
持久化存储
结合 CacheStorage API 实现资源缓存，即使关闭浏览器后缓存数据也不会丢失。
跨域限制
只能在 HTTPS 环境（本地 localhost 除外）运行，且脚本文件必须与页面同源。

二、Service Worker 的基本使用流程

1. 注册 Service Worker

在页面主线程（通常是 main.js 或入口文件）中注册 Service Worker：

// 检查浏览器是否支持 Service Worker
if ('serviceWorker' in navigator) {// 页面加载完成后注册window.addEventListener('load', async () => {try {// 注册 service-worker.js 文件const registration = await navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js', {scope: '/' // 控制的页面范围，默认为 Service Worker 文件所在目录});console.log('Service Worker 注册成功:', registration.scope);} catch (error) {console.log('Service Worker 注册失败:', error);}});
}

2. 编写 Service Worker 脚本

创建 service-worker.js 文件，处理安装、激活、请求拦截等核心逻辑：

// 缓存名称（版本化缓存，更新时修改名称）
const CACHE_NAME = 'my-app-cache-v1';
// 需要缓存的静态资源列表
const ASSETS_TO_CACHE = ['/','/index.html','/src/main.js','/src/style.css','/favicon.ico'
];// 1. 安装阶段：缓存静态资源
self.addEventListener('install', (event) => {// 等待缓存完成后再完成安装event.waitUntil(caches.open(CACHE_NAME).then((cache) => cache.addAll(ASSETS_TO_CACHE)).then(() => self.skipWaiting()) // 强制激活新的 Service Worker);
});// 2. 激活阶段：清理旧缓存
self.addEventListener('activate', (event) => {event.waitUntil(caches.keys().then((cacheNames) => {return Promise.all(cacheNames.map((name) => {// 删除与当前版本不符的旧缓存if (name !== CACHE_NAME) {return caches.delete(name);}})).then(() => self.clients.claim()) // 立即控制所有打开的页面}));
});// 3. 拦截网络请求：实现缓存策略
self.addEventListener('fetch', (event) => {// 只处理 GET 请求if (event.request.method !== 'GET') return;// 缓存优先策略：先读缓存，缓存未命中再请求网络event.respondWith(caches.match(event.request).then((response) => {// 缓存命中，直接返回缓存资源if (response) return response;// 缓存未命中，请求网络return fetch(event.request).then((networkResponse) => {// 将新请求的资源存入缓存（更新缓存）caches.open(CACHE_NAME).then((cache) => {cache.put(event.request, networkResponse.clone());});return networkResponse;}).catch(() => {// 网络错误时的降级处理（如返回离线页面）return caches.match('/offline.html');});}));
});

三、常用缓存策略

Service Worker 可以通过 fetch 事件实现多种缓存策略，根据场景选择合适的策略：

缓存优先（Cache First）
优先使用缓存资源，适用于不常变化的静态资源（如图片、CSS、JS）。
网络优先（Network First）
优先请求网络，网络失败时使用缓存，适用于实时性要求高的内容（如新闻列表）。
只缓存（Cache Only）
仅使用缓存资源，适用于完全离线的应用。
只网络（Network Only）
仅使用网络请求，适用于不需要缓存的动态内容（如用户个人数据）。
** stale-while-revalidate（先缓存后更新）**
先返回缓存资源保证速度，同时请求网络更新缓存，适用于非关键数据（如商品列表）。

四、Service Worker 的更新机制

Service Worker 不会自动更新，需要手动触发更新检查：

// 在页面中检查 Service Worker 更新
if ('serviceWorker' in navigator) {navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js').then((registration) => {// 定期检查更新setInterval(() => {registration.update();}, 24 * 60 * 60 * 1000); // 每天检查一次// 监听更新事件registration.addEventListener('updatefound', () => {const newWorker = registration.installing;newWorker.addEventListener('statechange', () => {if (newWorker.state === 'installed') {// 提示用户有更新可用if (confirm('有新内容可用，是否刷新？')) {// 激活新的 Service WorkernewWorker.postMessage({ type: 'SKIP_WAITING' });}}});});});
}

在 Service Worker 中处理更新消息：

// service-worker.js
self.addEventListener('message', (event) => {if (event.data && event.data.type === 'SKIP_WAITING') {self.skipWaiting(); // 跳过等待，立即激活新的 Service Worker}
});