API vòng đời trang

Philip Walton

Đôi khi, các trình duyệt hiện đại sẽ tạm ngưng hoặc loại bỏ hoàn toàn các trang khi tài nguyên hệ thống bị hạn chế. Trong tương lai, trình duyệt muốn chủ động làm việc này để tiêu thụ ít điện năng và bộ nhớ hơn. API Vòng đời trang cung cấp các trình bổ trợ vòng đời để các trang của bạn có thể xử lý an toàn các biện pháp can thiệp của trình duyệt này mà không ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng. Hãy xem API để biết liệu bạn có nên triển khai các tính năng này trong ứng dụng của mình hay không.

Thông tin khái quát

Vòng đời ứng dụng là một cách chính mà các hệ điều hành hiện đại quản lý tài nguyên. Trên Android, iOS và các phiên bản Windows gần đây, hệ điều hành có thể khởi động và dừng ứng dụng bất cứ lúc nào. Điều này cho phép các nền tảng này đơn giản hoá và phân bổ lại tài nguyên ở nơi mang lại lợi ích tốt nhất cho người dùng.

Trên web, trước đây không có vòng đời nào như vậy và các ứng dụng có thể tồn tại vô thời hạn. Khi có nhiều trang web đang chạy, các tài nguyên hệ thống quan trọng như bộ nhớ, CPU, pin và mạng có thể bị đăng ký quá mức, dẫn đến trải nghiệm người dùng cuối không tốt.

Mặc dù từ lâu, nền tảng web đã có các sự kiện liên quan đến trạng thái vòng đời, chẳng hạn như load, unload và visibilitychange, nhưng những sự kiện này chỉ cho phép nhà phát triển phản hồi với các thay đổi về trạng thái vòng đời do người dùng khởi tạo. Để web hoạt động đáng tin cậy trên các thiết bị có công suất thấp (và nói chung là tiết kiệm tài nguyên hơn trên tất cả các nền tảng), trình duyệt cần có cách chủ động thu hồi và phân bổ lại tài nguyên hệ thống.

Trên thực tế, các trình duyệt hiện nay đã tích cực áp dụng các biện pháp để tiết kiệm tài nguyên cho các trang trong thẻ nền và nhiều trình duyệt (đặc biệt là Chrome) muốn làm nhiều việc hơn nữa để giảm thiểu mức sử dụng tài nguyên tổng thể.

Vấn đề là nhà phát triển không có cách nào để chuẩn bị cho những loại biện pháp can thiệp do hệ thống khởi tạo này hoặc thậm chí không biết rằng các biện pháp can thiệp này đang diễn ra. Điều này có nghĩa là trình duyệt cần phải thận trọng hoặc có nguy cơ làm hỏng trang web.

API Vòng đời trang cố gắng giải quyết vấn đề này bằng cách:

• Giới thiệu và chuẩn hoá khái niệm về các trạng thái vòng đời trên web.
• Xác định các trạng thái mới do hệ thống khởi tạo cho phép trình duyệt giới hạn tài nguyên mà các thẻ ẩn hoặc không hoạt động có thể sử dụng.
• Tạo các API và sự kiện mới cho phép nhà phát triển web phản hồi các lượt chuyển đổi đến và đi từ các trạng thái mới do hệ thống khởi tạo này.

Giải pháp này cung cấp khả năng dự đoán mà các nhà phát triển web cần để xây dựng các ứng dụng có khả năng chống chịu với các biện pháp can thiệp của hệ thống, đồng thời cho phép trình duyệt tối ưu hoá tài nguyên hệ thống một cách mạnh mẽ hơn, cuối cùng mang lại lợi ích cho tất cả người dùng web.

Phần còn lại của bài đăng này sẽ giới thiệu các tính năng mới của Vòng đời trang và khám phá mối liên hệ của chúng với tất cả các trạng thái và sự kiện hiện có trên nền tảng web. Công cụ này cũng sẽ đưa ra các đề xuất và phương pháp hay nhất cho các loại công việc mà nhà phát triển nên (và không nên) làm ở mỗi trạng thái.

Tổng quan về các trạng thái và sự kiện trong Vòng đời trang

Tất cả trạng thái Vòng đời trang đều riêng biệt và loại trừ lẫn nhau, nghĩa là một trang chỉ có thể ở một trạng thái tại một thời điểm. Ngoài ra, hầu hết các thay đổi đối với trạng thái vòng đời của một trang thường được ghi nhận thông qua các sự kiện DOM (xem các đề xuất dành cho nhà phát triển cho mỗi trạng thái để biết các trường hợp ngoại lệ).

Có lẽ cách dễ nhất để giải thích các trạng thái Vòng đời trang – cũng như các sự kiện báo hiệu chuyển đổi giữa các trạng thái đó – là dùng một sơ đồ:

Tiểu bang

Bảng sau đây giải thích chi tiết về từng trạng thái. Tệp này cũng liệt kê các trạng thái có thể xảy ra trước và sau cũng như các sự kiện mà nhà phát triển có thể sử dụng để quan sát các thay đổi.

Sự kiện

Các trình duyệt gửi nhiều sự kiện, nhưng chỉ một phần nhỏ trong số đó báo hiệu sự thay đổi có thể xảy ra đối với trạng thái Vòng đời trang. Bảng sau đây trình bày tất cả các sự kiện liên quan đến vòng đời và liệt kê các trạng thái mà các sự kiện đó có thể chuyển đổi đến và từ.

* Cho biết một sự kiện mới do Page Lifecycle API xác định

Các tính năng mới được thêm vào Chrome 68

Biểu đồ trước cho thấy 2 trạng thái do hệ thống khởi tạo chứ không phải do người dùng khởi tạo: đã được treo và đã loại bỏ. Như đã đề cập trước đó, các trình duyệt hiện nay đôi khi đã đóng băng và loại bỏ các thẻ bị ẩn (theo quyết định của họ), nhưng nhà phát triển không có cách nào để biết khi nào điều này xảy ra.

Trong Chrome 68, nhà phát triển hiện có thể quan sát thời điểm một thẻ ẩn bị đóng băng và được mở băng bằng cách theo dõi các sự kiện freeze và resume trên document.

document.addEventListener('freeze', (event) => {
  // The page is now frozen.
});

document.addEventListener('resume', (event) => {
  // The page has been unfrozen.
});

Từ Chrome 68, đối tượng document hiện bao gồm một thuộc tính wasDiscarded trên Chrome dành cho máy tính (chúng tôi đang theo dõi khả năng hỗ trợ Android trong vấn đề này). Để xác định xem một trang có bị loại bỏ khi ở trong thẻ ẩn hay không, bạn có thể kiểm tra giá trị của thuộc tính này tại thời điểm tải trang (lưu ý: phải tải lại các trang đã bị loại bỏ để sử dụng lại).

if (document.wasDiscarded) {
  // Page was previously discarded by the browser while in a hidden tab.
}

Để được tư vấn về những việc quan trọng cần làm trong các sự kiện freeze và resume, cũng như cách xử lý và chuẩn bị cho việc các trang bị loại bỏ, hãy xem các đề xuất dành cho nhà phát triển đối với từng trạng thái.

Các phần tiếp theo sẽ cung cấp thông tin tổng quan về cách các tính năng mới này phù hợp với các trạng thái và sự kiện hiện có của nền tảng web.

Cách quan sát các trạng thái Vòng đời trang trong mã

Ở trạng thái đang hoạt động, thụ động và ẩn, bạn có thể chạy mã JavaScript để xác định trạng thái Vòng đời trang hiện tại từ các API nền tảng web hiện có.

const getState = () => {
  if (document.visibilityState === 'hidden') {
    return 'hidden';
  }
  if (document.hasFocus()) {
    return 'active';
  }
  return 'passive';
};

Mặt khác, bạn chỉ có thể phát hiện trạng thái đã đóng băng và đã chấm dứt trong trình nghe sự kiện tương ứng (freeze và pagehide) khi trạng thái đang thay đổi.

Cách quan sát các thay đổi về trạng thái

Dựa trên hàm getState() được xác định trước đó, bạn có thể quan sát tất cả các thay đổi về trạng thái của Vòng đời trang bằng mã sau.

// Stores the initial state using the `getState()` function (defined above).
let state = getState();

// Accepts a next state and, if there's been a state change, logs the
// change to the console. It also updates the `state` value defined above.
const logStateChange = (nextState) => {
  const prevState = state;
  if (nextState !== prevState) {
    console.log(`State change: ${prevState} >>> ${nextState}`);
    state = nextState;
  }
};

// Options used for all event listeners.
const opts = {capture: true};

// These lifecycle events can all use the same listener to observe state
// changes (they call the `getState()` function to determine the next state).
['pageshow', 'focus', 'blur', 'visibilitychange', 'resume'].forEach((type) => {
  window.addEventListener(type, () => logStateChange(getState()), opts);
});

// The next two listeners, on the other hand, can determine the next
// state from the event itself.
window.addEventListener('freeze', () => {
  // In the freeze event, the next state is always frozen.
  logStateChange('frozen');
}, opts);

window.addEventListener('pagehide', (event) => {
  // If the event's persisted property is `true` the page is about
  // to enter the back/forward cache, which is also in the frozen state.
  // If the event's persisted property is not `true` the page is
  // about to be unloaded.
  logStateChange(event.persisted ? 'frozen' : 'terminated');
}, opts);

Mã này thực hiện 3 việc:

• Đặt trạng thái ban đầu bằng hàm getState().
• Xác định một hàm chấp nhận trạng thái tiếp theo và nếu có thay đổi, hãy ghi lại các thay đổi trạng thái vào bảng điều khiển.
• Thêm trình nghe sự kiện ghi lại cho tất cả sự kiện vòng đời cần thiết, từ đó gọi logStateChange(), truyền vào trạng thái tiếp theo.

Xin lưu ý rằng tất cả trình nghe sự kiện đều được thêm vào window và tất cả đều truyền {capture: true}. Dưới đây là một vài lý do dẫn đến trường hợp này:

• Không phải sự kiện nào trong Vòng đời trang cũng có cùng một mục tiêu. pagehide và pageshow được kích hoạt trên window; visibilitychange, freeze và resume được kích hoạt trên document, còn focus và blur được kích hoạt trên các phần tử DOM tương ứng.
• Hầu hết các sự kiện này không tạo chuỗi bọt (bong bóng), tức là không thể thêm trình nghe sự kiện không ghi lại vào một phần tử gốc chung và quan sát tất cả các sự kiện đó.
• Giai đoạn chụp thực thi trước giai đoạn mục tiêu hoặc giai đoạn bong bóng, vì vậy, việc thêm trình nghe vào đó giúp đảm bảo chúng chạy trước khi mã khác có thể huỷ chúng.

Đề xuất dành cho nhà phát triển cho từng trạng thái

Là nhà phát triển, bạn cần phải hiểu rõ các trạng thái trong Vòng đời trang và biết cách quan sát các trạng thái đó trong mã vì loại công việc bạn nên (và không nên) làm phụ thuộc phần lớn vào trạng thái của trang.

Ví dụ: việc hiển thị thông báo tạm thời cho người dùng rõ ràng là không hợp lý nếu trang đang ở trạng thái ẩn. Mặc dù ví dụ này khá rõ ràng, nhưng có một số đề xuất khác không rõ ràng đến mức đáng kể.

Xin nhắc lại, vì độ tin cậy và thứ tự của các sự kiện trong vòng đời không được triển khai nhất quán trong tất cả các trình duyệt, nên cách dễ nhất để làm theo lời khuyên trong bảng là sử dụng PageLifecycle.js.

Các API vòng đời cũ cần tránh

Bạn nên tránh các sự kiện sau nếu có thể.

Sự kiện huỷ tải

Nhiều nhà phát triển coi sự kiện unload là lệnh gọi lại được đảm bảo và sử dụng sự kiện này làm tín hiệu kết thúc phiên để lưu trạng thái và gửi dữ liệu phân tích, nhưng việc này rất không đáng tin cậy, đặc biệt là trên thiết bị di động! Sự kiện unload không kích hoạt trong nhiều tình huống huỷ tải thông thường, bao gồm cả việc đóng một thẻ từ trình chuyển đổi thẻ trên thiết bị di động hoặc đóng ứng dụng trình duyệt từ trình chuyển đổi ứng dụng.

Vì lý do này, bạn nên luôn dựa vào sự kiện visibilitychange để xác định thời điểm một phiên kết thúc và xem trạng thái ẩn là thời điểm đáng tin cậy gần đây nhất để lưu dữ liệu ứng dụng và người dùng.

Hơn nữa, việc chỉ có một trình xử lý sự kiện unload đã đăng ký (thông qua onunload hoặc addEventListener()) có thể ngăn trình duyệt chuyển các trang vào bộ nhớ đệm cho thao tác tiến/lùi để tải tiến và lùi nhanh hơn.

Trong tất cả trình duyệt hiện đại, bạn nên luôn sử dụng sự kiện pagehide để phát hiện các lượt tải trang có thể xảy ra (còn gọi là trạng thái đã chấm dứt) thay vì sự kiện unload. Nếu cần hỗ trợ Internet Explorer phiên bản 10 trở xuống, bạn nên phát hiện sự kiện pagehide và chỉ sử dụng unload nếu trình duyệt không hỗ trợ pagehide:

const terminationEvent = 'onpagehide' in self ? 'pagehide' : 'unload';

window.addEventListener(terminationEvent, (event) => {
  // Note: if the browser is able to cache the page, `event.persisted`
  // is `true`, and the state is frozen rather than terminated.
});

Sự kiện beforeunload

Sự kiện beforeunload có vấn đề tương tự như sự kiện unload, trong đó, trước đây, sự hiện diện của sự kiện beforeunload có thể khiến các trang không đủ điều kiện sử dụng bộ nhớ đệm cho thao tác tiến/lùi. Các trình duyệt hiện đại không có quy định hạn chế này. Mặc dù để đề phòng, một số trình duyệt sẽ không kích hoạt sự kiện beforeunload khi cố gắng đưa một trang vào bộ nhớ đệm cho thao tác tiến/lùi, điều này có nghĩa là sự kiện đó không đáng tin cậy làm tín hiệu kết thúc phiên. Ngoài ra, một số trình duyệt (bao gồm cả Chrome) yêu cầu người dùng tương tác trên trang trước khi cho phép sự kiện beforeunload kích hoạt, ảnh hưởng thêm đến độ tin cậy của sự kiện này.

Một điểm khác biệt giữa beforeunload và unload là có cách sử dụng hợp pháp beforeunload. Ví dụ: khi bạn muốn cảnh báo người dùng rằng họ có các thay đổi chưa lưu và sẽ mất các thay đổi đó nếu tiếp tục huỷ tải trang.

Vì có những lý do hợp lệ để sử dụng beforeunload, bạn chỉ thêm trình nghe beforeunload khi người dùng có các thay đổi chưa lưu, sau đó xoá các thay đổi đó ngay sau khi lưu.

Nói cách khác, đừng làm việc này (vì thao tác này thêm trình nghe beforeunload vô điều kiện):

addEventListener('beforeunload', (event) => {
  // A function that returns `true` if the page has unsaved changes.
  if (pageHasUnsavedChanges()) {
    event.preventDefault();

    // Legacy support for older browsers.
    return (event.returnValue = true);
  }
});

Thay vào đó, hãy thực hiện việc này (vì nó chỉ thêm trình nghe beforeunload khi cần và xoá trình nghe khi không cần thiết):

const beforeUnloadListener = (event) => {
  event.preventDefault();
  
  // Legacy support for older browsers.
  return (event.returnValue = true);
};

// A function that invokes a callback when the page has unsaved changes.
onPageHasUnsavedChanges(() => {
  addEventListener('beforeunload', beforeUnloadListener);
});

// A function that invokes a callback when the page's unsaved changes are resolved.
onAllChangesSaved(() => {
  removeEventListener('beforeunload', beforeUnloadListener);
});

Câu hỏi thường gặp

Tại sao không có trạng thái "đang tải"?

Page Lifecycle API xác định các trạng thái tách biệt và loại trừ lẫn nhau. Vì một trang có thể được tải ở trạng thái đang hoạt động, thụ động hoặc ẩn, đồng thời trang có thể thay đổi trạng thái – hoặc thậm chí bị chấm dứt – trước khi tải xong, nên trạng thái tải riêng biệt không có ý nghĩa trong mô hình này.

Trang của tôi hoạt động rất quan trọng khi bị ẩn, làm cách nào để tôi ngăn trang bị đóng băng hoặc bị huỷ?

Có nhiều lý do chính đáng để trang web không nên bị treo trong khi chạy ở trạng thái ẩn. Ví dụ rõ ràng nhất là một ứng dụng phát nhạc.

Cũng có những trường hợp Chrome có thể gặp rủi ro khi loại bỏ một trang, chẳng hạn như nếu trang đó chứa một biểu mẫu có dữ liệu đầu vào chưa được người dùng gửi hoặc nếu trang đó có trình xử lý beforeunload cảnh báo khi trang đang tải xuống.

Hiện tại, Chrome sẽ thận trọng khi loại bỏ các trang và chỉ làm như vậy khi chắc chắn rằng việc này sẽ không ảnh hưởng đến người dùng. Ví dụ: các trang được quan sát thấy thực hiện bất kỳ thao tác nào sau đây trong khi ở trạng thái ẩn sẽ không bị loại bỏ trừ khi gặp phải các hạn chế tài nguyên nghiêm trọng:

• Phát âm thanh
• Sử dụng WebRTC
• Cập nhật tiêu đề bảng hoặc biểu tượng trang chủ
• Hiển thị cảnh báo
• Gửi thông báo đẩy

Đối với các tính năng danh sách hiện tại dùng để xác định xem có thể đóng băng hoặc loại bỏ một thẻ một cách an toàn hay không, hãy xem: Phương pháp phỏng đoán để đóng băng và loại bỏ trong Chrome.

Bộ nhớ đệm cho thao tác tiến/lùi là gì?

Bộ nhớ đệm cho thao tác tiến/lùi là một thuật ngữ dùng để mô tả tính năng tối ưu hoá thao tác điều hướng mà một số trình duyệt triển khai để giúp sử dụng các nút tiến và lùi nhanh hơn.

Khi người dùng di chuyển khỏi một trang, các trình duyệt này sẽ đóng băng một phiên bản của trang đó để có thể nhanh chóng tiếp tục trong trường hợp người dùng quay lại bằng nút quay lại hoặc tiến. Hãy nhớ rằng việc thêm trình xử lý sự kiện unload sẽ ngăn việc tối ưu hoá này.

Đối với mọi ý định và mục đích, hoạt động treo này có chức năng giống như các trình duyệt đóng băng thực hiện để bảo toàn CPU/pin; vì lý do đó, nó được coi là một phần của trạng thái vòng đời bị treo.

Nếu không thể chạy các API không đồng bộ ở trạng thái bị đóng băng hoặc bị chấm dứt, làm cách nào để lưu dữ liệu vào IndexedDB?

Ở trạng thái bị đóng băng và bị chấm dứt, các tác vụ có thể đóng băng trong hàng đợi tác vụ của trang sẽ bị tạm ngưng, tức là bạn không thể sử dụng các API không đồng bộ và dựa trên lệnh gọi lại như IndexedDB một cách đáng tin cậy.

Trong tương lai, chúng tôi sẽ thêm một phương thức commit() vào các đối tượng IDBTransaction. Phương thức này sẽ giúp nhà phát triển thực hiện các giao dịch chỉ có thể ghi một cách hiệu quả mà không cần lệnh gọi lại. Nói cách khác, nếu nhà phát triển chỉ ghi dữ liệu vào IndexedDB và không thực hiện giao dịch phức tạp bao gồm các thao tác đọc và ghi, thì phương thức commit() sẽ có thể hoàn tất trước khi hàng đợi tác vụ bị tạm ngưng (giả sử cơ sở dữ liệu IndexedDB đã mở).

Tuy nhiên, đối với mã cần hoạt động ngay hôm nay, nhà phát triển có hai lựa chọn:

• Sử dụng bộ nhớ phiên: Bộ nhớ phiên có tính đồng bộ và được duy trì trong các lần huỷ trang.
• Sử dụng IndexedDB từ worker dịch vụ: worker dịch vụ có thể lưu trữ dữ liệu trong IndexedDB sau khi trang bị chấm dứt hoặc bị loại bỏ. Trong trình nghe sự kiện freeze hoặc pagehide, bạn có thể gửi dữ liệu đến worker dịch vụ thông qua postMessage() và worker dịch vụ có thể xử lý việc lưu dữ liệu.

Kiểm thử ứng dụng ở các trạng thái bị treo và bị loại bỏ

Để kiểm thử cách ứng dụng của bạn hoạt động ở trạng thái bị đóng băng và bị loại bỏ, bạn có thể truy cập vào chrome://discards để thực sự đóng băng hoặc loại bỏ bất kỳ thẻ nào đang mở.

Điều này cho phép bạn đảm bảo trang của mình xử lý chính xác các sự kiện freeze và resume cũng như cờ document.wasDiscarded khi các trang được tải lại sau khi bị loại bỏ.

Tóm tắt

Nhà phát triển muốn tôn trọng tài nguyên hệ thống của thiết bị người dùng nên xây dựng ứng dụng của họ theo các trạng thái Vòng đời trang. Điều quan trọng là các trang web không tiêu thụ quá nhiều tài nguyên hệ thống trong những trường hợp mà người dùng không mong muốn

Càng có nhiều nhà phát triển bắt đầu triển khai API Vòng đời trang mới, trình duyệt càng an toàn hơn khi đóng băng và loại bỏ các trang không được sử dụng. Điều này có nghĩa là trình duyệt sẽ tiêu thụ ít bộ nhớ, CPU, pin và tài nguyên mạng hơn, mang lại lợi ích cho người dùng.