构建Angular 4 Progressive Web Apps (PWA)

# 1. 介绍PWA和Angular 4

Progressive Web Apps (PWA)是一种结合了Web和Native App的新型应用开发模式，它具有离线访问、推送通知、快速加载等特性，可以提供更好的用户体验和更高的性能。而Angular 4作为一种现代的JavaScript框架，为PWA的开发提供了很多便利和支持。

## 1.1 什么是Progressive Web Apps (PWA)

Progressive Web Apps是一种在Web平台上开发的应用，它通过渐进增强的方式，可以逐步提供和Native App相似的用户体验。PWA具有以下几个主要特点：
- 可靠性：PWA具备在线和离线访问的能力，可以在弱网络环境下正常运行。
- 快速加载：PWA通过运用缓存和资源优化技术，可以快速加载并响应用户操作。
- 渐进增强：PWA可以根据设备和浏览器的不同，逐步提供更多的功能和交互体验。
- 可安装：PWA可以添加到设备的主屏幕，就像Native App一样，用户可以通过点击图标来快速访问应用。

## 1.2 Angular 4和PWA的结合

Angular 4是由Google开发的一种流行的JavaScript框架，它使用TypeScript语言，提供了强大的工具和API来开发现代化的Web应用。Angular 4与PWA的结合，可以让开发者更容易地构建出高性能、可靠的离线应用。

Angular 4的优势在于其强大的生态系统和功能特性：
- 组件化架构：Angular 4使用组件来构建可重用、可维护的代码结构。
- TypeScript支持：Angular 4使用TypeScript语言，提供了更好的开发体验和类型检查。
- 丰富的API：Angular 4提供了丰富的API和工具，用于处理路由、表单验证、HTTP请求等常见任务。

## 1.3 Angular 4对PWA的优势

在开发PWA时，Angular 4提供了一些特性和工具，可以帮助开发者更好地利用PWA的优势：
- Service Workers支持：Angular 4内置了对Service Workers的支持，可以通过Service Workers实现离线访问和缓存功能。
- App Shell优化：Angular 4提供了App Shell模式，可以提高应用的初始加载速度，并快速展示内容给用户。
- 数据预缓存：Angular 4通过缓存应用的关键数据，可以实现更快的页面加载和响应速度。
- Web App Manifest生成：Angular 4可以自动生成Web App Manifest，用于让应用像Native App一样被添加到主屏幕。

综上所述，Angular 4是一种强大的工具，可以帮助开发者构建高性能、可靠的PWA应用。下面我们将详细探讨PWA的基本原理和特性。
## 2. PWA的基本原理和特性

### 渐进增强理念

Progressive Web Apps (PWA) 是一种结合了Web和Native App的技术概念，通过利用新的Web标准和API，使得Web应用具备类似原生应用的功能和体验。PWA的设计理念是渐进增强，即在不同的浏览器环境下，为用户提供不同程度的功能和体验。

### Service Workers的作用和工作原理

Service Workers是PWA的核心组件之一，它是一个独立于网页的JavaScript线程，可以在后台运行，进行拦截和处理网络请求。Service Workers可以实现离线访问、消息推送等功能。它使用了事件驱动的编程模型，可以在需要时拦截请求并提供自定义的响应。

Service Workers的工作原理如下：
1. 注册：通过JavaScript代码注册一个Service Worker，并指定需要缓存的文件和需要拦截的请求。
2. 安装：当注册的Service Worker文件第一次被浏览器下载时，触发安装事件，这时可进行缓存文件的初始化工作。
3. 激活：安装成功后，Service Worker会被激活，这时可以监听各种事件，如fetch事件来拦截请求等。
4. 缓存和更新：Service Worker使用缓存来提供离线访问功能，当浏览器发送请求时，Service Worker可以优先从缓存中获取响应。同时，当有新版本的Service Worker可用时，会自动进行更新。

### App Shell和数据预缓存

App Shell是指PWA的基本外部架构，它包含应用的基础用户界面和交互逻辑。通过将App Shell提前缓存到本地，可以实现快速加载和展示应用的基本界面，提高用户体验。

数据预缓存是指在Service Worker安装过程中，将应用所需的静态资源（如HTML、CSS、JavaScript文件）提前缓存到本地。这样，在下次用户访问应用时，这些静态资源可以直接从缓存中获取，加快应用的加载速度。

### Web App Manifest

Web App Manifest是一个JSON格式的配置文件，用于定义PWA的一些属性和行为。通过Web App Manifest，可以设置应用的图标、名称、启动URL、离线访问模式等信息，让PWA可以在用户的主屏幕上以类似原生应用的方式展示和运行。

### 3. 初始化Angular 4项目

Progressive Web Apps（PWA）是一种结合了Web和Native App的新型应用方式，而Angular 4则是一款流行的前端开发框架。本章节将介绍如何初始化一个Angular 4项目，并进行基础的配置。

#### 安装Angular CLI

首先，我们需要安装Angular CLI（Command Line Interface），它是一个强大的工具，可简化我们创建、构建和维护Angular项目的过程。

打开命令行工具，运行以下命令来安装Angular CLI：

npm install -g @angular/cli

#### 创建新项目

安装完Angular CLI后，我们可以使用它来创建一个新的Angular项目。在命令行中执行以下命令：

ng new my-pwa-app

这将创建一个名为`my-pwa-app`的新Angular项目。

#### Angular 4基础配置

在项目创建完成后，我们可以对Angular 4项目进行基础配置，比如设置路由、导航栏、模块等。这些配置将为后续的PWA功能的实现奠定基础。

// app.module.ts
import { NgModule } from '@angular/core';
import { BrowserModule } from '@angular/platform-browser';
import { RouterModule } from '@angular/router';
import { AppComponent } from './app.component';

@NgModule({
  imports: [
    BrowserModule,
    RouterModule.forRoot([
      { path: '', component: HomeComponent },
      { path: 'about', component: AboutComponent },
    ])
  ],
  declarations: [
    AppComponent,
    HomeComponent,
    AboutComponent
  ],
  bootstrap: [AppComponent]
})
export class AppModule { }

以上是一个简单的Angular模块配置示例，其中包括了路由设置和组件声明。这样的基础配置为PWA的后续功能奠定了基础。

### 4. 使用Service Workers实现离线访问

在构建一个PWA时，实现离线访问是非常重要的一个功能。通过使用Service Workers，我们可以将必要的资源文件缓存到浏览器中，使用户在离线状态下也能够访问应用程序。

#### 4.1 注册Service Workers

首先，我们需要在Angular应用程序中注册Service Workers。这可以通过在`app.module.ts`文件中进行配置来实现。在Angular 4中，已经集成了`@angul