HTML5离线缓存技术

起源

大部分的网页,必须联网才能访问,这其实也是web的特色,但对于现在的移动互联网时代,设备终端位置不再固定,依赖无线信号,网络的可靠性变得降低,比如坐在火车上,过了一个隧道(15分钟),便无法访问网站,这对于web的用户体验是大打折扣的。
  html5便引入了cache manifest(离线缓存)文件来解决这个问题。那么什么是cache manifest呢?

什么是Cache Manifest

首先manifest是一个后缀名为minifest的文件,在文件中定义那些需要缓存的文件,支持manifest的浏览器,会将按照manifest文件的规则,像文件保存在本地,从而在没有网络链接的情况下,也能访问页面。
  当我们第一次正确配置app cache后,当我们再次访问该应用时,浏览器会首先检查manifest文件是否有变动,如果有变动就会把相应的变得跟新下来,同时改变浏览器里面的app cache,如果没有变动,就会直接把app cache的资源返回,基本流程如下所示。


Manifest的特点

  • 离线浏览: 用户可以在离线状态下浏览网站内容。
  • 更快的速度: 因为数据被存储在本地,所以速度会更快.
  • 减轻服务器的负载: 浏览器只会下载在服务器上发生改变的资源。

浏览器支持情况

所有主流浏览器均支持应用程序缓存,除了 Internet Explorer。caniuse给出的答案如下图所示。

如何使用

html新增了一个manifest属性,可以用来指定当前页面的manifest文件。创建一个和html同名的manifest文件,比如页面为index.html,那么可以建一个index.manifest的文件,然后给index.html的html标签添加如下属性即可:

<html lang="en" manifest="index.manifest">

index.maifest 要存在于web服务器中,路径可以随意置顶,但是要确保能找到此文件。对于java的tomcat来说,需要在web.xml添加一个属性来支持此文件的类型。如下所示

<mime-mapping>  
  <extension>manifest</extension>  
  <mime-type>text/cache-manifest</mime-type>  
</mime-mapping> 

Manifest文件

接下来详细说说manifest的细节,一个典型的manifest文件代码结构像下面这样:

CACHE MANIFEST
# This manifest was generated by grunt-manifest HTML5 Cache Manifest Generator
# Time: Mon Nov 14 2016 16:52:07 GMT+0800 (中国标准时间)

CACHE:
suimobile/dist/js/suimobileApp.js
suimobile/css/mobile-app-sui.css
suimobile/js/lib/suimobile/sm.css
suimobile/font/fontawesome/font-awesome.css
suimobile/font/iconfont/iconfont.css

NETWORK:
*

# hash: e3b0c44298fc1c149afbf4c8996fb92427ae41e4649b934ca495991b7852b855

manifest文件,基本格式为三段: CACHENETWORK,与 FALLBACK,其中NETWORK和FALLBACK为可选项。
而第一行CACHE MANIFEST为固定格式,必须写在前面。
以#号开头的是注释,一般会在第二行写个版本号,用来在缓存的文件更新时,更改manifest的作用,可以是版本号,时间戳或者md5码等等。

  1. CACHE:(必须)标识出哪些文件需要缓存,可以是相对路径也可以是绝对路径。
  2. NETWORK:(可选)这一部分是要绕过缓存直接读取的文件,可以使用通配符*。
    下面的代码 “login.asp” 永远不会被缓存,且离线时是不可用的:
NETWORK:login.asp

可以使用星号来指示所有其他资源/文件都需要因特网连接:

  1. FALLBACK:(可选)
    指定了一个后备页面,当资源无法访问时,浏览器会使用该页面。该段落的每条记录都列出两个 URI—第一个表示资源,第二个表示后备页面。两个 URI 都必须使用相对路径并且与清单文件同源。可以使用通配符。
    下面的例子中,如果无法建立因特网连接,则用 “404.html” 替代 /html5/ 目录中的所有文件。
FALLBACK:/html5/ /404.html

下面的例子中,则用 “404.html” 替代所有文件。

如何更新缓存

如下三种方式,可以更新缓存:

  • 更新manifest文件:给manifest添加或删除文件,都可更新缓存,如果我们更改了js,而没有新增或删除,前面例子中注释中的版本号,可以很好的用来更新manifest文件
  • 通过javascript操作:html5中引入了js操作离线缓存的方法,下面的js可以手动更新本地缓存。
window.applicationCache.update();
  • 清除浏览器缓存:如果用户清除了浏览器缓存(手动或用其他一些工具)都会重新下载文件。

注意事项

  • 浏览器对缓存数据的容量限制可能不太一样(某些浏览器设置的限制是每个站点 5MB)。
  • 如果manifest文件,或者内部列举的某一个文件不能正常下载,整个更新过程都将失败,浏览器继续全部使用老的缓存。
  • 引用manifest的html必须与manifest文件同源,在同一个域下。
  • FALLBACK中的资源必须和manifest文件同源。
  • 当一个资源被缓存后,该浏览器直接请求这个绝对路径也会访问缓存中的资源。
  • 站点中的其他页面即使没有设置manifest属性,请求的资源如果在缓存中也从缓存中访问。
  • 当manifest文件发生改变时,资源请求本身也会触发更新。

自动化工具

manifest文件中的cache部分不能使用通配符,必须手动指定,这实在太让人不可理解,文件一多,就成了体力活了,这里介绍的 grunt-manifest能自动生成manifest文件的目的。
如下的命令可以安装grunt-manifest,并加入到依赖文件。

npm install grunt-manifest --save-dev

如下的代码,可以在grunt中载入grunt-manifest,然后便可使用。

grunt.loadNpmTasks('grunt-manifest');

使用grunt-manifest的一个典型的配置文件如下所示:

grunt.initConfig({
        ...
        //离线缓存生成配置
        manifest: {
            generate: {
                options: {
                    basePath: '../',
                    cache: [
                        'suimobile/dist/js/suimobileApp.js'//js文件
                        //样式文件
                        ,'suimobile/css/mobile-app-sui.css'
                        ,'suimobile/js/lib/suimobile/sm.css'
                        ,'suimobile/font/fontawesome/font-awesome.css'
                        ,'suimobile/font/iconfont/iconfont.css'
                    ],
                    // network: ['*'],
                    // fallback: ['/ /offline.html'],
                    exclude: ['js/jquery.min.js'],
                    // preferOnline: true,
                    // headcomment: " <%= pkg.name %> v<%= pkg.version %>",
                    verbose: true,
                    timestamp: true,//添加时间戳,每次执行脚本时加入最新的时间戳
                    hash: true,//添加hash code,作用和上面一样
                    // master: ['index.html'],
                    process: function(path) {
                        return path.substring('build/'.length);
                    }
                },
                src: [
                     'build/some_files/*.html',
                     'build/js/*.min.js',
                     'build/css/*.css'
                ],
                dest: '<%= folder.base %>/<%= folder.dist %>/index.manifest'//最终生成的离线配置文件路径
            }
        }
    });

其中options定义生成manifest的一些自定义参数,src是要生成的文件,dest是输出文件。
options下有很多参数,主要参数如下:

  • basePath 设置出入文件的根目录
  • cache 手动添加缓存文件
  • network 手动添加网络文件
  • fallback 手动添加后备文件
  • exclude 设置不添加到cache的文件
  • verbose 是否添加版权信息
  • timestamp是否添加时间戳
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