Когда изменения происходят постепенно, шаг за шагом, порой бывает трудно заметить насколько они драматичны и всеобъемлющи. Казалось бы всего несколько лет назад web платформа проигрывала нативным приложением практически по всем фронтам, и пропасть между тем, что можно было сделать в браузере, и тем, что было доступно приложениями, загружаемым из магазинов, таких как Apple App Store или Google Play Store, была ужасающе огромной. Одним из свидетельств этой пропасти является то, что в 2007 году web по факту был основной платформой разработки приложений для первого iPhone, но эта платформа явно не взлетела. App Store же появился только год спустя со второй версии операционной системы, и сразу же случился бум нативных приложений, который и сформировал рыночный ландшафт таким, каким мы его знаем теперь.

Многое изменилось с тех пор, и web технологии на месте не стояли. Они шли по пути снятия ограничений, и то, что раньше было принципиально невозможно — работа оффлайн, фоновая синхронизация данных, push-нотификации, поддержка входа в один клик и оплаты с помощью кредитных карт, Apple Pay, Google Pay и других методов, встроенная в браузер — теперь реальность. Эти функции органично дополняют основную часть платформы — HTML/CSS и JavaScript, которая в последние годы развивалась более чем активными темпами. Например новый проект Houdini, который ещё находится на достаточно ранней стадии, снимает почти все ограничения на то, что можно сделать с помощью CSS, давая возможность среди прочего создавать свои лэйауты и использовать их наравне с Grid и Flexbox, и открывая программный доступ к внутренностям CSS движка. Но даже и без Houdini уже сейчас можно создавать CSS анимации, работающие со скоростью 60 FPS (frames per second).

Идущее сейчас развитие web стандартов пришлось по душе разработчикам. Многие не без оснований считают что разрабатывать используя web технологии быстрее, проще и дешевле, поэтому, если взглянуть, например, на современные десктопные приложения, то мы увидим что большaя часть из них написана на Electron — фреймворке, позволяющим писать приложения для Windows, Linux и macOS, основанные на web технологиях. Примерами Electron приложений являются Visual Studio Code, Slack, Skype на десктопе и др.

С другой стороны кроссплатформенность, которая является неотъемлемой частью web технологий, сейчас актуальна как никогда. Поддержка отдельных независимых кодовых баз для iOS и Android очень затратна. Поэтому даже для нативных приложений разработчики всё чаще выбирают кроссплатформенные технологии, такие как React Native, Xamarin или Flutter от Google (если вы мобильный разработчик и ещё не смотрели на Flutter, я очень рекомендую это сделать, хотя бы и в образовательных целях). А с PWA мы получили то, о чём все давно мечтали — по-настоящему кроссплатформенные приложения.

Говоря про снятие ограничений web платформы нельзя не упомянуть WebAssembly. Теперь, благодаря этой технологии, фактически нет ограничений на скорость выполнения кода в браузере и используемые языки программирования. Уже сейчас можно достичь производительности всего в два раза меньшей чем у нативного C кода, работающего напрямую в операционной системе и это не предел. Это конечно же не значит что надо выбросить JavaScript и перейти на написание пользовательских интерфейсов на C или Rust, так как связка JavaScript + Angular, React или Vue.js чрезвычайно эффективна для этих целей, да и сам JavaScript (ECMAScript), доступный нам сегодня — это по факту совершенно новый, удобный и современный язык с поддержкой async/await, привычного синтаксиса классов, деструктуризации, шаблонных строк и многого много другого. Но WebAssembly приближает производительность в критически важных сегментах, таких как игры, AR/VR, искусственный интеллект, обработка аудио и видео к нативной производительности, и это много стоит. Кроме того теперь гораздо легче портировать существующий код на C, С++, Rust, C# и других языках программирования в браузер. Хорошим примером такого портирования является недавно представленный AutoCAD, работающий в браузере с помощью WebAssembly.

Иметь быструю среду выполнения (с прямым доступом к видеокарте) на устройстве важно еще по той причине, что учитывая современные требования к приватности и безопасности, когда некоторые данные просто не могут покидать клиент и уходить на сервер, и всю обработку этих данных необходимо производить в клиентском приложении. Например, если мы слушаем микрофон в ожидании ключевой фразы, или анализируем поток с камеры, пользователи вряд ли согласятся передавать на сервер весь звук и видео для обработки. Теперь нам доступны такие библиотеки как TensorFlow.js, которые позволяют не только запускать обученные модели (нейронные сети) в браузере, но и производить дообучение этих моделей прямо на клиенте. Что во многих сценариях увеличивает безопасность и приватность и снижает нагрузку на сервер.

Ещё одной областью, в которой традиционно проявлялись ограничения web платформы, являлся доступ к операционной системе и аппаратным возможностям устройства пользователя. Но и тут ограничения постепенно стираются, хоть и надо признать что на iOS они стираются гораздо медленнее чем на Android. Если говорить про взаимодействие с операционной системой, недавно появился Clipboard API для работы с буфером обмена, Presentation API для обнаружения подключения второго монитора/проектора и контроля того что на него выводится, Web Share API для интеграции с системным диалогом “шаринга” (пока web приложения могут выступать только в качестве источника, но сейчас ведётся работа и над приёмом данных, Web Share Target API можно протестировать в Chrome включив Experimental Web Platform features в about:flags). А если говорить про сенсоры и передачу данных, то нам доступен Web Bluetooth API для работы с физическими устройствами, находящимися поблизости (что очень активно применяется в IoT решениях), а также новый Generic Sensor API для работы с различными датчиками, такими как акселерометр, гироскоп, датчик света, компас и другими. И это я ещё не упомянул web стандарты, которые с нами уже достаточно давно, такие как работа с камерой и микрофоном, поддержка вибрации, получение информации о батарее, типе и скорости сети и доступной памяти устройства пользователя.

Благодаря всем этим изменениям и нововведениям, теперь web и нативные приложения больше не разделяет пропасть. Теперь они стоят плечом к плечу.

Но не надо воспринимать мои слова как знак того что возможности нативных приложений и web платформы сравнялись. Грубо говоря, если пять лет назад web платформа предоставляла возможности, которых было достаточно для 20% приложений (тут я имею ввиду именно приложения, требующие сложной логики, а не сайты с контентом — для таких случаем есть AMP — Accelerated Mobile Pages и похожие технологии, покрывающие контентные сценарии от блогов и новостных сайтов до интернет магазинов и сайтов различных заведений и организаций, практически на сто процентов), а в остальных случаях было необходимо создавать нативные решения, то теперь возможностей web платформы достаточно в 70-80% случаев. И для всё большего количества приложений у разработчиков появляется выбор. Часто этим выбором является сосуществование PWA и нативного приложения как в случае с Uber, Starbucks, Aviasales, Twitter, Tinder, Google Maps, AliExpress и другими.

Источник: https://twitter.com/necolas/status/829128165314306048

Что же это за возможности, которые требуют создания нативных приложений или хотя бы запаковки web приложений с помощью Apache Cordova или других средств, для распространения через магазины приложений?

• Работа с контактами и календарем на устройстве пользователя.
• Отправка/получение SMS, совершение телефонных звонков напрямую из приложения. Взаимодействие с SIM картой телефона.
• Работа с NFC
• Geofencing
• Работа со вспышкой и нестандартными датчиками, такими как датчик давления, измеритель пульса и др.
• Низкоуровневая работа с системой — управление приложениями, системными настройками, полный доступ к хранилищу.
• Создание клавиатур и виджетов.
• Регистрация приложения как приложения по умолчанию для открытия какого-либо типа файлов или типа ссылок.

Естественно это неполный список. С другой стороны я не сомневаюсь что многие из этих возможностей будут доступны для web платформы в самом ближайшем будущем. Но и не стоит ожидать что операционные системы и их платформы тоже будут стоять на месте. Да, разрыв будет сокращаться, но всегда будет что-то, доступное только для нативных приложений. Поэтому если вы мобильный разработчик с фокусом на iOS или Android, то вам жизненно необходимо всегда быть на шаг впереди, чтобы ваши приложения были лучшими на рынке.

Не стоит также забывать что web приложения имеют возможности, недоступные нативным. В первую очередь это относится к распространению приложений, стоимости привлечения пользователей и отсутствию зависимости от воли владельца магазина приложений и скорости проверки обновлений магазином. Да, согласно статистике пользователи на мобильных устройствах проводят гораздо больше времени в приложениях и меньше в браузере, но в среднем половина пользователей устанавливает 0 (ноль) новых приложений в месяц, а основное время, проведённое в приложениях, приходится на счёт гигантов, таких как Facebook. С другой стороны пользователи посещают более ста разных сайтов в месяц и легко заходят на новые сайты. Поэтому стоимость привлечения пользователя на сайт (web приложение) может бы до десяти раз меньше стоимости привлечения пользователя в приложение, загруженное из магазина. Технология Google Play Instant частично решает эту проблему, позволяя запускать нативные Android приложения по ссылке из браузера в обход магазина и без установки. Такие приложения естественно имеют ограниченный функционал, но дают очень хорошую конверсию. Что только подтверждает гипотезу о том, что модель распространения web приложений является скорее преимуществом. Хотя присутствие в магазинах приложений, особенно на вершине рейтингов, также позволяет привлечь пользователей, но теперь это работает значительно хуже чем десять лет назад, так как приложений в магазинах стало значительно больше.

Если же вам необходимо присутствие вашего web приложения (PWA) в магазинах приложений, то это тоже возможно. Microsoft Store уже поддерживает добавление PWA. В случае других магазинов вы можете запаковать приложение вручную или воспользоваться готовым инструментом, например таким как сайт pwabuilder.com который позволяет помимо всего прочего сгенерировать из PWA пакеты на основе Apache Cordova для Apple App Store и Google Play. Кроме того в следующих версиях Chrome для Android появится системная возможность встраивать PWA в Android приложения с помощью механизма Trusted Web Activities.

Progressive Web Apps в 2018 году

Когда говорят о web приложениях, приближающихся к нативным по пользовательскому опыту, интерфейсу, скорости работы и возможностям, используют термин PWA — Progressive Web Apps. PWA это не какой-то framework или SDK. Это скорее подход, или, если хотите, философия того как надо строить современные web приложения.

С технологической точки зрения в PWA используются современные web стандарты, доступные в браузерах, и ничего более. Подход PWA не накладывает каких-то особых ограничений на сами web приложения. Например PWA могут быть одностраничными (SPA — single page applications) приложениями, а могут и не быть таковыми. Важно только чтобы все пользователи могли взаимодействовать с вашим приложением, и использовался подход постепенных (прогрессивных) улучшений — чем современнее браузер пользователя, тем больше возможностей он получит.

Главной же особенностью PWA и тем, что позволяет нам назвать web приложение гордым именем Progressive Web App, является поддержка оффлайн работы с помощью механизма Service Worker’ов и связанная с этим возможность добавления иконки приложения на стартовый экран устройства пользователя (не хотим же мы добавлять на стартовый экран устройства приложения, которые не загрузятся без соединения с интернетом?).

Service Worker’ы предоставляют уникальную возможность запуска кода отдельно от страниц вашего сайта, даже когда сами страницы могут быть закрыты (но запускать код в фоне произвольно долго всё равно не получится, всё-таки ограничения существенны). И эта возможность находит всё больше применений в новых web стандартах.

В области реализации web стандартов, связанных с PWA, весной 2018 года случилась прямо таки революция. Термин PWA широко употребляется уже несколько лет, но раньше это всё относилось только к браузеру Google Chrome, причём оффлайн работа изначально поддерживалась как на десктопе, так и на Android, а вот установка приложений работала только на Android. Многие разработчики до сих пор воспринимают PWA как чисто Android технологию. Но в вышедшей в марте 2018 года iOS 11.3 Apple добавила поддержку Service Worker’ов в мобильный Safari. Также поддержка добавлена и в Safari для macOS. Microsoft же в свою очередь уже через месяц после Apple, в апреле 2018 года, добавила поддержку Service Worker’ов в свой браузер Microsoft Edge. Кроме того на Windows 10 теперь поддерживается распространение PWA через магазин Microsoft Store. Следующим этапом мы ожидаем появление возможности установить PWA на десктоп из браузеров на всех платформах, а не только на Chrome OS, где это уже работает.

Протестировать установку на десктоп можно включив в Chrome флаги Desktop PWAs и App Banners или Experimental app banners в about:flags. После включения данных экспериментальных возможностей интерфейс установки PWA в Chrome на десктопе будет выглядеть так как показано на скриншоте ниже.

С приходом на десктоп PWA вероятнее всего займут часть той ниши, в которой сейчас господствует Electron.

Таким образом уже сейчас можно обеспечить оффлайн работу с помощью механизма Service Worker’ов на iOS, Android, Windows, Linux, macOS и Chrome OS в браузерах Chrome, Safari, Firefox, Edge и Samsung Internet. А на всех мобильных платформах уже поддерживается добавление иконки приложения на стартовый экран.

Источник: https://caniuse.com/#feat=serviceworkers

Еще пол года назад было трудно даже представить, что внедрение технологий, связанных с PWA, пойдёт такими быстрыми темпами. На скриншоте ниже можно увидеть часть стартового экрана iOS с иконками PWA, которые неотличимы от нативных приложений, установленных через магазин. Причём хочется отдельно отметить, что говоря про iOS, я имею ввиду как iPhone, так и iPad — разницы в поддержке PWA между планшетом и телефоном нет.

Источник: https://medium.com/@firt/progressive-web-apps-on-ios-are-here-d00430dee3a7

Кроме внедрения современных web стандартов, в различные браузеры, происходят изменения и улучшения в работе PWA в Chrome. И если отображение иконки установки PWA в OmniBox (адресная строка и строка поиска) в Chrome пока находится в стадии разработки, то установка PWA на Android с помощью механизма WebAPK (APK — Android Package, контейнер Android приложений) уже работает. Изначально PWA после установки представляли собой просто ярлык браузера на стартовом экране. Сейчас такой режим тоже поддерживается. Ярлыки PWA содержат в углу маленькую иконку браузера. Но теперь основной способ установки — это WebAPK. По сути PWA на Android становится полноценными приложениями, генерируемым на лету при установке. И PWA теперь отображаются не только ярлыком на стартовом экране, но и показывается на ряду с другими установленными нативными приложениями в списке всех приложений. Пока механизм WebAPK не позволяет получать доступ к каким-либо нативным возможностям операционной системы, которые были бы недоступны из браузера (кроме поддержки открытия ссылок домена, с которого было загружено PWA, в самом PWA, а не в браузере), но факт того что PWA являются с точки зрения операционной системы полноценными приложениями, не может не радовать.

Зрелость технологии Service Worker’ов также подтверждает тот факт, что все популярные инструменты создания SPA (single page applications) либо поддерживают генерацию Service Worker’ов в одну команду, как это сделано в Angular CLI, либо даже генерируют Service Worker по умолчанию, как в случае с create-react-app. С другой стороны многим разработчикам хочется лучше понимать что, как и когда кэшируется в приложении, поэтому у них возникает желание написать код Service Worker’а самостоятельно. Но это не лучшая идея, чреватая трудно воспроизводимыми ошибками, и в итоге пользователи могут остаться с устаревшей закэшированной версией приложения. Промежуточным, и лучшим с моей точки зрения вариантом, является использование библиотек, из коробки предоставляющих реализацию стратегий кэширования и фоновой синхронизации, но предоставляющих максимальную свободу разработчикам. Самой популярной из таких библиотек на данный момент является Workbox. Например с Workbox кэширование изображений, причём таким образом чтобы в кэше их было не больше шестидесяти, на срок до тридцати дней выглядит следующим образом.

workbox.routing.registerRoute(
  /\.(?:png|gif|jpg|jpeg|svg)$/,
  workbox.strategies.cacheFirst({
    cacheName: 'images',
    plugins: [
      new workbox.expiration.Plugin({
        maxEntries: 60,
        maxAgeSeconds: 30 * 24 * 60 * 60, // 30 Days
      }),
    ],
  }),
); 

Не стоит думать что реализация работы оффлайн и кэширования подразумевает поддержку ста процентов функциональности приложения в оффлайн режиме, хотя такое тоже возможно и может являться хорошей долгосрочной целью. Главное чтобы при отсутствии соединения с интернетом у пользователей не возникало впечатление что приложение не работает (хуже всего если они будут видеть динозавра в Chrome, говорящего о невозможности загрузки). Поэтому хорошим вариантом будет всё, от отображения приложения серым с сообщением об отсутствии соединения с интернетом, до реализации всей функциональности в оффлайн режиме.

Увлекаясь кэшированием не стоит также забывать что оно существенно ускоряет только вторую загрузку вашего приложения (и конечно позволяет добавить поддержку работы оффлайн). Поэтому если вы действительно хотите улучшить пользовательский опыт, необходимо максимально ускорить и первую загрузку. Одним из способов это сделать является Server Rendering. Благодаря рендерингу на сервере пользователь сможет сразу увидеть контент приложения, что снижает вероятность того что приложение будет закрыто до того как загрузится, потому что пользователю надоест ждать. И повышает вероятность повторного захода, и в результате дает надежду на то, что усилия, потраченные на поддержку кэширования, окажутся действительно востребованы. Поэтому ваши web приложения должны быть изоморфными — чтобы один и тот же JavaScript код мог работать как на стороне клиента, так и на стороне сервера.

Итак, вы приняли решение что ваше следующее web приложение будет PWA. Возникает вопрос, а какие возможности помимо Service Worker’ов реализовать? Если вы разрабатываете новое приложение, я рекомендую начать добавлять возможности в порядке как они перечислены в списке ниже. Все эти возможности имеют смысл для пользователя как вместе, так и по отдельности.

• Добавить Service Worker, реализовать кэширование и работу оффлайн
  Service Workers: an Introduction
  Introduction to Progressive Web App Architectures
• Добавить Web App Manifest (manifest.json) для поддержки установки приложения
  The Web App Manifest
• Если вы отправляете генерируемые пользователями данные на сервер (например посты или комментарии), следующим шагом может быть реализация поддержки фоновой синхронизации данных — Background Sync. В этом случае пользователи смогут добавлять данные в ваше приложение даже оффлайн, а при появлении соединения с интернетом, Chrome с помощью вашего Service Worker’а отправит данные на сервер, даже если ваше приложение при этом уже закрыто.
  Introducing Background Sync
• Реализовать экспериментальную поддержку входа в один клик и автоматического входа
  Seamless sign-in and sign-up flows
• Реализовать шаринг с помощью Web Share API
  Introducing the Web Share API
• Если в вашем приложении требуются платежи, реализовать их поддержку с помощью Payment Request API
  Introducing the Payment Request API

Но сначала прочитайте чек лист от Google, в котором описываются основные особенности хороших web приложений.

Если же у вас уже есть существующее приложение, а также если вы в процессе разработки нового web приложения, я рекомендую начать с аудита. Это можно сделать с помощью инструмента Lighthouse, который доступен для запуска из Chrome Developer Tools (вкладка Audits), а также как NPM пакет. Lighthouse автоматизирует многие проверки из чек листа. В идеале стоит не только начать с аудита с помощью Lighthouse, но нужно также встроить его в процесс сборки. Lighthouse позволяет увидеть сильные и слабые стороны вашего web приложения, а также поможет вам получить идеи касательно того, какие еще возможности, web стандарты и лучшие практики могут быть реализованы.


Если же вы хотите попробовать совсем экспериментальные возможности, воспользуйтесь механизмом Origin Trials в Google Chrome. С помощью этого механизма вы можете после подачи и утверждения заявки, включить для пользователей вашего web приложения новые экспериментальные web стандарты. Такой механизм используется для того чтобы проводить тестирование web стандартов не для всего интернета (так как в этом случае потом будет очень трудно внести изменения или вообще отказаться от стандарта), а только для ограниченного круга отобранных сайтов, которые в этих стандартах заинтересованы. На момент написания данной статьи был доступен origin trial например для WebXR Device API — нового стандарта смешанной реальности (mixed reality), реализующего поддержку AR (augmented reality) и VR (virtual reality).

Заключение

За последнее десятилетие web технологии прошли от стадии надежд и ожидания всеобщего доменирования Web 2.0 и HTML5 (интересно, а использует ли сейчас кто-нибудь эти баззворды?), когда Стив Джобс в 2007 году заявлял что “Вам не требуется SDK. У вас есть всё что нужно (если вы знаете как писать приложения, используя самые современные web стандарты) для написания потрясающих приложений для iPhone уже сегодня.”, к стадии разочарования 2010-2013 годов когда Крис Андерсон из журнала Wired в 2010 году сказал что “Насколько мы любим открытый, неограниченный web, настолько мы отказываемся от него в пользу более простых, изящных сервисов [нативных приложений], которые просто работают.”, а Марк Цукерберг в 2012 отметил что “Самая большая ошибка, которую мы совершили как компания — это ставка на HTML5, а не на нэйтив.”.

Но самая темная ночь бывает перед рассветом, и для web технологий в деле конкуренции с нативными приложениями таким рассветом стало движение, связанное с Progressive Web Apps. Сейчас, в 2018 году, уже все браузеры поддерживают основные PWA возможности — работу оффлайн и установку на стартовый экран на мобильных устройствах. PWA работают везде, не зависят от магазинов приложений и обеспечивают близкий к нативному user experience. И поэтому Gartner прогнозирует что “PWA заменят 50% пользовательских приложений общего назначения”. Но не надо завышенных ожиданий, можно сказать почти наверняка, что сто процентов рынка PWA не займут.

Сейчас наличие PWA является конкурентным преимуществом. Например PWA Twitter’а на 65% увеличило количество просматриваемых за сессию страниц. Lancome благодаря PWA на 17% увеличили конверсию. OLX показали еще более впечатляющие результаты, и увеличили повторные визиты (re-engagements) на 250%. И таких примеров множество. Скоро наличие PWA будет просто необходимо для любого серьезного бизнеса, и уже отсутствие будет восприниматься как существенный недостаток.

Сергей Пугачёв, Google Developer Expert
PS. Статья является личным взглядом автора и может не совпадать с мнением прошлых, нынешнего или будущих работодателей ;)