h5的Notification 、web Push介绍
前言
本文是客户端和服务器端通信最后一个系列，主要介绍h5的桌面通知和web push，h5的Notification主要用于向用户展示通知，而web push 主要用于订阅推送消息。
h5的Notification
关于h5的Notification已经不是什么新的技术，但是最新chrome浏览器也是只有在https协议下面才有效。下面简单介绍一下Notification
语法
let myNotification = new Notification(title, options);参数
一、 title 定义一个通知的标题，当它被触发时，它将显示在通知窗口的顶部。
二、 options 可选 options对象包含应用于通知的任何自定义设置选项。选项有：
dir: 显示通知的方向。默认是auto，跟随浏览器语言设置行为，你也可以通过设置ltr和rtl的值来覆盖该行为（虽然大多数浏览器似乎忽略这些设置）
lang: 通知的语言，如使用代表一个BCP 47语言标签的 DOMString 指定的。请参阅Sitepoint ISO 2字母语言代码页面，以获得简单的参考。
badge: 一个 USVString 包含用于表示通知的图像的URL, 当没有足够的空间来显示通知本身时。
body: 一个 DOMString 表示通知的正文，将显示在标题下方。
tag: 一个 DOMString 代表通知的 一个识别标签。
icon: 一个 USVString 包含要在通知中显示的图标的URL。
image: 一个 USVSTring包含要在通知中显示的图像的URL。
data: 您想要与通知相关联的任意数据。这可以是任何数据类型。
vibrate: 一个振动模式 vibration pattern 设备的振动硬件在通知触发时发出。
renotify: 一个 Boolean 指定在新通知替换旧通知后是否应通知用户。默认值为false，这意味着它们不会被通知。
requireInteraction: 表示通知应保持有效，直到用户点击或关闭它，而不是自动关闭。默认值为false。以下选项列在最新规范中，但是目前浏览器可能尚未支持，大家可以随时尝试！
silent: 一个 Boolean 指明通知是否应该是无声的,即,不需要发出声音或振动，无论设备设置如何。默认值为false，这意味着它不会保持静默。
sound:一个 USVString 包含通知触发时要播放的音频文件的URL。
noscreen: 一个 Boolean 指定通知触发是否应启用设备的屏幕。 默认值为false，这意味着它将启用屏幕。
sticky: 一个 Boolean 指明通知是否应该是“粘”, 即不易被用户清理。默认值为false，这意味着它不会粘。案例
function spawnNotification(theBody,theIcon,theTitle) {
var options = {
body: theBody,
icon: theIcon
}
var n = new Notification(theTitle,options);
}web push
用户订阅了一个站点的 Web Push 服务后，即使用户关闭了浏览器，一旦站点主动发送推送消息，用户都能收到，只要你的电脑是开着的。这是目前谷歌和苹果在 Chrome 和 Safari 上都力推的一种全新推送服务，Firefox最近也加入了这个阵营。
web push 优点
一、 可以完美替代原来的Email订阅服务，因为 Email 订阅这个动作要用户主动发起，不管你在页面内放了多显眼的订阅标志，都得用户去主动点击，填写自己 Email 地址才行。而且，如果不使用邮件客户端，很多订阅的 Email 发出去犹如石沉大海，到达率很低。
Web Push 完全由浏览器开发商的标准协议发起，一旦用户访问开通了 Web Push 的站点 ，浏览器就会主动询问你是否要订阅，弹出的订阅框也都是浏览器开发者的标准规范。首先，它增加了用户订阅的可能性。
二、 一旦用户点阅，只要你打开电脑，就会收到推送通知，没有邮件订阅时用户主动去查收邮件的问题，大大增加了订阅推送到达率。
三、 Web Push 让站点为主，APP 为辅的网站可以摆脱 APP 安装量少的困扰，访问你站点的人，只有一小部分会安装你的 APP，而Web Push 不需要安装任何 APP 在电脑上，只要用户点击一次Allow来订阅消息即可。
web push 国内使用少的原因
1、 Web Push 使用了 GCM 服务，而 GCM 在国内基本上很难连通，国内用户除非翻了，否则压根不可能订阅成功 Chrome 的 Web Push。
2、 谷歌要求 Chrome 的 Web Push 必须用 https 加密传输，国内目前很多网站还在使用http协议。 所以目前国内web push 使用较少。
web push 流程
1、客户端完成请求订阅一个用户的逻辑 2、服务端调用遵从web push协议的接口，传送消息推送（push message）到推送服务器（该服务器由浏览器决定，开发者所能做的只有控制发送的数据） 3、推送服务器将该消息推送至对应的浏览器，用户收到该推送
第一步， 客户端请求订阅用户，过程如下：
说明一下这三步，在第一步之前，应用服务器需要生成应用服务器密钥(application server keys)，其作用是标识该服务器，保证每次发消息推送的都是同一个服务器。然后，客户端将会请求用户授权消息推送，一旦用户授权，浏览器就会生成一个PushScription，然后这个PushScription将会被发送至服务器，存入数据库，在后面的消息推送中使用。
第二步， 应用服务器发送web push协议标准的api，触发推送服务器的消息推送，其中headers必须配置正确，且传送的数据必须是比特流。
应用服务器发送消息推送请求（目的是为了将更新推送到用户的浏览器），为了向推送服务器发出请求，需要查看先前获得的PushScription，取出其中的endpoint，即为推送服务器配置给该用户的访问点。
一个PushScription对象如下：
{
"endpoint": "https://random-push-service.com/some-kind-of-unique-id-1234/v2/",
"keys": {
"p256dh" :
"BNcRdreALRFXTkOOUHK1EtK2wtaz5Ry4YfYCA_0QTpQtUbVlUls0VJXg7A8u-Ts1XbjhazAkj7I99e8QcYP7DkM=",
"auth" : "tBHItJI5svbpez7KI4CCXg=="
}
}其中的endpoint包含了推送服务器域名，path后面的部分为推送服务器为每个用户分配的一个标识符。
发送数据时，数据必须编码（出于安全性考虑）。推送服务器在接收到这样一个请求之后，立即开始监听用户浏览器是否处于在线状态，若是，则将消息推送发送至浏览器。
第三步， 浏览器端接收消息推送，触发push事件并展示
浏览器在接收到推送服务器发来的推送后，将其解码并触发一个push事件。Service Worker由于它可以在浏览器页面未打开，浏览器未打开时执行，因此一般选择它完成web push的最后一步，即响应push事件完成展示通知等业务逻辑。
web push实现细节
1、 按照上一部分所说，首先进行用户订阅。 首先注册一个Service Worker，若注册成功，返回的Promise为resolve状态，如下：
function registerServiceWorker() {
return navigator.serviceWorker.register('service-worker.js')
.then(function(registration) {
console.log('Service worker successfully registered.');
return registration;
})
.catch(function(err) {
console.error('Unable to register service worker.', err);
});
}（关于Service Worker，这方面的详细文章，大家可以自行网上搜索。）
2、 随后测试window环境下是否有Notification对象（此处以chrome为例，若使用firefox，uc等浏览器，需要遵循其相应标准，调用对应对象方法或引入JS SDK包）， 测试成功，调用Notification.requestPermission请求用户授权发送推送，若授权成功，将会返回'granted'。
3、 接下来要做的就是使用注册好的Service Worker对象，调用pushManager.subscribe方法，从客户端获得刚刚所说的PushScription对象。
function subscribeUserToPush() {
return navigator.serviceWorker.register('service-worker.js')
.then(function(registration) {
const subscribeOptions = {
userVisibleOnly: true,
applicationServerKey: urlBase64ToUint8Array(
'BEl62iUYgUivxIkv69yViEuiBIa-Ib9-SkvMeAtA3LFgDzkrxZJjSgSnfckjBJuBkr3qBUYIHBQFLXYp5Nksh8U'
)
};
return registration.pushManager.subscribe(subscribeOptions);
})
.then(function(pushSubscription) {
console.log('Received PushSubscription: ', JSON.stringify(pushSubscription));
return pushSubscription;
});
}解释：
1、userVisibleOnly是为了保证推送对用户可见，
2、application server key则如前文所说，是推送服务器用以识别应用服务器的密钥，这里的密钥包含了公钥和私钥，传输的是公钥。
3、同时，PushScription的endpoint也是在这个过程中生成的，生成公钥和私钥可以使用web-push库。
这里再次说明一下推送服务器的不可选择性，在调用subscribe生成PushScription时，浏览器会向它指定的中转服务器发送请求来生成endpoint和其余部分，这是没法控制的。
4、PushScription中的auth和p256dh是用来控制带载荷的push message的。4、 获取到PushScription对象后，将其发往应用服务器，此处简化了存储，使用nedb存下PushScription并返回Promise：
function saveSubscriptionToDatabase(subscription) {
return new Promise(function(resolve, reject) {
db.insert(subscription, function(err, newDoc) {
if (err) {
reject(err);
return;
}
resolve(newDoc._id);
});
});
};5、 存储完毕后，接下来就是开发后台管理逻辑，使得管理员能够触发向用户推送消息的事件，应用服务器所做的逻辑就是遍历在数据库中存储的所有PushScription并推送消息，以下是使用web-push库完成配置密钥及联系邮箱的示例：
const vapidKeys = {
publicKey:
'BEl62iUYgUivxIkv69yViEuiBIa-Ib9-SkvMeAtA3LFgDzkrxZJjSgSnfckjBJuBkr3qBUYIHBQFLXYp5Nksh8U',
privateKey: 'UUxI4O8-FbRouAevSmBQ6o18hgE4nSG3qwvJTfKc-ls'
};
webpush.setVapidDetails(
'mailto:web-pust-test@liaobu.de',
vapidKeys.publicKey,
vapidKeys.privateKey
);6、 不要忘了配置你在谷歌云服务（例如FCM）申请到的GCMApiKey:
webpush.setGCMAPIKey('<Your GCM API Key Here>');7、 配置完成后，就可以将subscription发送出去，使用web-push的sendNotification接口：
webpush.sendNotification(pushSubscription, 'Your Push Payload Text');推送服务器发送消息后，会触发浏览器的push事件，为了控制service worker的逻辑，需要使用event.waitUntil方法，此方法接收一个promise参数，在promise变为resolved状态后，浏览器就会检查通知是否已被展示，若是，则关闭service worker。
如果不处理未正常执行的promise，部分浏览器如chrome会展示默认消息框：
展示一个通知调用的为showNotification方法，传的参数包括title等，如下：
var title = 'Yay a message.';
var body = 'We have received a push message.';
var icon = '/images/icon-192x192.png';
var tag = 'simple-push-demo-notification-tag';
event.waitUntil(
self.registration.showNotification(title, {
body: body,
icon: icon,
tag: tag
})
);而展示notification时，除了控制它的视图层以外，也可以控制它的逻辑层， 例如点击消息通知后进行某些操作等等，在先前调用showNotification时可以传入一些参数， 例如，根据不同的action执行不同的操作：
self.addEventListener('notificationclick', function(event) {
if (!event.action) {
// Was a normal notification click
console.log('Notification Click.');
return;
}
switch (event.action) {
case 'coffee-action':
console.log('User ❤️️\'s coffee.');
break;
case 'doughnut-action':
console.log('User ❤️️\'s doughnuts.');
break;
case 'gramophone-action':
console.log('User ❤️️\'s music.');
break;
case 'atom-action':
console.log('User ❤️️\'s science.');
break;
default:
console.log(`Unknown action clicked: '${event.action}'`);
break;
}
});web-push请参见github: https://github.com/web-push-libs/web-push
兼容性及其他问题
与ajax轮询、http长连接、WebSocket的对比
- ajax轮询是通过客户端不断向服务端发送http请求，若有新消息就取回的模式保持数据实时更新，但这种方式需要服务器有很快的处理速度和资源
- http长连接是客户端向服务器发送请求后，若服务器没有新数据要发送，就不返回response，一旦有了新数据返回了response，客户端就立刻再发一个request，周而复始。事实上这是把http协议的不对称性从客户端转移到了服务端
- WebSocket是HTML5中提出的一个新标准（也可视之为协议），客户端在发送请求时在请求头加入额外的字段，以标识这是一个基于WebSocket协议的连接，服务器根据这个请求头生成响应，与客户端建立起WebSocket连接，之后服务端有新消息时，直接向客户端推送即可
不同浏览器兼容性
- chrome采用的推送服务器为gcm或fcm，firefox也有自己的推送服务器
- uc前些时间构建了自己的推送服务器，引入其官网上的sdk包，申请使用后即可用于开发
这就是整一个过程，具体来说：
（1）浏览器发起询问，生成subscription
在注册完service worker后，调用subscribe询问用户是否允许接收通知，如下代码所示：
navigator.serviceWorker.register("sw-4.js").then(function(reg){
console.log("Yes, it did register service worker.");
if (window.PushManager) {
reg.pushManager.getSubscription().then(subscription => {
// 如果用户没有订阅
if (!subscription) {
subscribeUser(reg);
} else {
console.log("You have subscribed our notification");
}
});
}
}).catch(function(err) {
console.log("No it didn't. This happened: ", err)
});上面代码在发起订阅前先看一下之前已经有没有订阅过了，如果没有的话再发起订阅。
发起订阅的subscribeUser实现如下代码所示：
function subscribeUser(swRegistration) {
const applicationServerPublicKey = "BBlY_5OeDkp2zl_Hx9jFxymKyK4kQKZdzoCoe0L5RqpiV2eK0t4zx-d3JPHlISZ0P1nQdSZsxuA5SRlDB0MZWLw";
const applicationServerKey = urlB64ToUint8Array(applicationServerPublicKey);
swRegistration.pushManager.subscribe({
userVisibleOnly: true,
applicationServerKey: applicationServerKey
})
// 用户同意
.then(function(subscription) {
console.log('User is subscribed:', JSON.stringify(subscription));
jQuery.post("/add-subscription.php", {subscription: JSON.stringify(subscription)}, function(result) {
console.log(result);
});
})
// 用户不同意或者生成失败
.catch(function(err) {
console.log('Failed to subscribe the user: ', err);
});
}subscribe传两个参数，一个是userVisibleOnly，这个表示消息是否必须要可见，如果设置为不可见，Chrome将会报错：
Chrome currently only supports the Push API for subscriptions that will result in user-visible messages. You can indicate this by calling pushManager.subscribe({userVisibleOnly: true}) instead. See https://goo.gl/yqv4Q4 for more details.但其实这个并不影响，我们设置成true，但是收到消息后可以不用弹框，可以调postMessage去通知页面做相应的操作。
第二个参数applicationServerKey是服务端的公钥，这个可以用web push的Node包生成，先安装一个：
npm install web-push --save
然后用以下代码生成：
const webpush = require('web-push');
//VAPID keys should only be generated only once.
const vapidKeys = webpush.generateVAPIDKeys();
console.log(vapidKeys.publicKey, vapidKeys.privateKey);每运行一次就会生成一对新的密钥对，如：
publicKey: BMgkd1qfOfI6vFBbxIFMgdxDGC6-j8NYTwF_MXOIZ-St9lPhhMdPuUyFfwg1DLY59WP0FEaX84ZJRwgztdpfBHs
privateKey: LUeSF8DCv-NBxIfaeWeKTux858H45_V75vT0zZQLEbY公密钥只要能配套就好，公钥在浏览器端使用，用来生成subscription，密钥在服务端使用，用来发Push。
如果用户同意浏览器就会向FCM服务请求生成subscription，然后执行Promise链里的then，返回该subscription，在这个then里面把这个subscription发给服务端存起来。
反之，如果用户不同意，或者用户无法连到FCM的服务器将会抛异常：DOMException: Registration failed - push service error
生成的subscription大概长这样：
{"endpoint":"https://fcm.googleapis.com/fcm/send/ci3-kIulf9A:APA91bEaQfDU8zuLSKpjzLfQ8121pNf3Rq7pjomSu4Vg-nMwLGfJSvkOUsJNCyYCOTZgmHDTu9I1xvI-dMVLZm1EgmEH0vDA7QFLjPKShG86W2zwX0IbtBPHEDLO0WgQ8OIhZ6yTnu-S","expirationTime":null,"keys":{"p256dh":"BAdAo6ldzRT5oCN8stqYRemoihPGOEJjrUDL6y8zhdA_swao_q-HlY_69mzIVobWX2MH02TzmtRWj_VeWUFMnXQ=","auth":"SS1PBnGwfMXjpJEfnoUIeQ=="}}（2）说了这么久的FCM，FCM到底是什么呢？
FCM官方是这么介绍的：
Firebase 云信息传递 (FCM) 是一种跨平台消息传递解决方案，可供您免费、可靠地传递消息。
使用 FCM，您可以通知客户端应用存在可同步的新电子邮件或其他数据。您可以发送通知消息以再次吸引用户并促进用户留存。在即时消息传递等使用情形中，一条消息可将最大 4KB 的有效负载传送至客户端应用。
FCM是一种可靠的消息传递平台，它最大的优点是同一套Push机制可以在IOS/Android/Web三端使用：
这个意义是很大的，因为Android的推送一直都比较乱，国内有些APP使用小米的Push服务，有些使用百度的，还有些使用腾讯的信鸽等等，这些Push都需要在后台运行线程，并且不能休眠，这就导致了手机在休眠状态时仍然有很多线程在运行着，使得手机耗电速度很快。最后还直接导致今年工信部出台要成立安卓统一推送联盟。 而苹果有一套统一的推送机制，大家把Push发给苹果的服务器，然后再由苹果下发给相应的苹果设备。Safari现在不支持Service Worker，但是可以用Apple Push，缺点是这种推送苹果说不能用来发送重要的数据，并且目测只能弹框显示，没办法在后台处理消息而不弹框。
（3）发送推送
发送推送可以用FCM提供的web push的库，它支持多种语言，包括Node.js/PHP等版本。 用Node.js可以这样发Push：
const webpush = require('web-push');
// 从数据库取出用户的subsciption
const pushSubscription = {"endpoint":"https://fcm.googleapis.com/fcm/send/ci3-kIulf9A:APA91bEaQfDU8zuLSKpjzLfQ8121pNf3Rq7pjomSu4Vg-nMwLGfJSvkOUsJNCyYCOTZgmHDTu9I1xvI-dMVLZm1EgmEH0vDA7QFLjPKShG86W2zwX0IbtBPHEDLO0WgQ8OIhZ6yTnu-S","expirationTime":null,"keys":{"p256dh":"BAdAo6ldzRT5oCN8stqYRemoihPGOEJjrUDL6y8zhdA_swao_q-HlY_69mzIVobWX2MH02TzmtRWj_VeWUFMnXQ=","auth":"SS1PBnGwfMXjpJEfnoUIeQ=="}};
// push的数据
const payload = {
title: '一篇新的文章',
body: '点开看看吧',
icon: '/html/app-manifest/logo_512.png',
data: {url: "https://www.rrfed.com"}
//badge: '/html/app-manifest/logo_512.png'
};
webpush.sendNotification(pushSubscription, JSON.stringify(payload));经实验，在大多数情况下这个延迟基本在1s以内，这边刚按下回车运行完，那边浏览器就收到了，但是有时候会发送失败（国内网络问题？）。 如果这个代码要在服务端运行的话，那么你应该需要一台中国香港的服务器。假如把发Push的数据和服务放在中国香港的服务器，需要发Push的时候由华北的服务器做个中转向这台服务器发请求。 只要用户能连上FCM那就可以愉快地发Push了，如果用户连不上那就没办法。
（4）接收推送消息
用运行在后台的Service Worker接收，监听push事件：
this.addEventListener('push', function(event) {
console.log('[Service Worker] Push Received.');
console.log(`[Service Worker] Push had this data: "${event.data.text()}"`);
let notificationData = event.data.json();
const title = notificationData.title;
// 可以发个消息通知页面
//util.postMessage(notificationData);
// 弹消息框
event.waitUntil(self.registration.showNotification(title, notificationData));
});主要是调用showNotification进行弹框，或者是使用postMessage通知页面相应地做些处理。 经实验，如果用户关闭了浏览器，在关闭期间如果有Push的话等到用户重新打开浏览器会再弹出来。 然后用户可以点击弹出来的框打开一个指定的页面，这个需要监听notificationclick事件：
this.addEventListener('notificationclick', function(event) {
console.log('[Service Worker] Notification click Received.');
let notification = event.notification;
notification.close();
event.waitUntil(
clients.openWindow(notification.data.url)
);
});调用clients.openWindow打开一个新的页面，这样就基本完成了一个push推送的搭建。
Service Worker让我们在Web端也能有像原生APP一样的Push通知，使得Web端越来越像原生APP端，随着HTML5的其它新功能如WebAssembly提高运行速度，WebWorker多线程支持，数据库支持大量数据的管理和支持，Websocket进行实时通信，WebRTC进行P2P多媒体传输，还有WebGL、新进的WebVR等，使得在浏览器端能够做的事情越来越多，体验越来越丰富，而且这种Web APP还是跨平台的。