跨瀏覽器tab頁的通信解決方案嘗試


目標

當前頁面需要與當前瀏覽器已打開的的某個tab頁通信,完成某些交互。其中,與當前頁面待通信的tab頁可以是與當前頁面同域(相同的協議、域名和端口),也可以是跨域的。

要實現這個特殊的功能,單單使用HTML5的相關特性是無法完成的,需要有更加巧妙的設計。

暢想

現在我們發現下思維,假設多種場景下的解決方案,最終尋找通用解。

case 1

兩個需要交互的tab頁面具有依賴關系。

A頁面中通過JavaScript的window.open打開B頁面,或者B頁面通過iframe嵌入至A頁面,此種情形最簡單,可以通過HTML5的 window.postMessage API完成通信,由於postMessage函數是綁定在 window 全局對象下,因此通信的頁面中必須有一個頁面(如A頁面)可以獲取另一個頁面(如B頁面)的window對象,這樣才可以完成單向通信;B頁面無需獲取A頁面的window對象,如果需要B頁面對A頁面的通信,只需要在B頁面偵聽message事件,獲取事件中傳遞的source對象,該對象即為A頁面window對象的引用:

B頁面

window.addEventListner('message',(e)=>{
    let {data,source,origin} = e;
    source.postMessage('message echo','/');
});

postMessage的第一個參數為消息實體,它是一個結構化對象,即可以通過“JSON.stringify和JSON.parse”函數還原的對象;第二個參數為消息發送范圍選擇器,設置為“/”意味着只發送消息給同源的頁面,設置為“*”則發送全部頁面。

case 2

兩個打開的頁面屬於同源范疇。

若要實現兩個互不相關的通源tab頁面通信,可以使用一種比較巧妙的方式:localstorage。localStorage的存儲遵循同源策略,因此同源的兩個tab頁面可以通過這種共享localStorage的方式實現通信,通過約定localStorage的某一個itemName,基於該key值的內容作為“共享硬盤”方式通信。

不過,如果單純使用localStorage存儲做通信方式會遇到一個問題,就是兩個頁面把握不准通信時機,如果A頁面此刻需要發送給B頁面一條消息“hello B”,它會設置localStorage.setItem('message','hello B'),並且采用setTimeout輪訓等待B的消息;而B此刻也同樣使用setTimeout輪訓等待localStorage的message項的變化,當獲取到'message'字段時,便取出消息'hello B'。B如果要發消息給A,仍然采用同樣套路。

這種方式性能極其低下,需要通信兩方不停的監聽localStorage某項的變化,及其浪費事件隊列處理效率。幸好,HTML5提供了storage事件,通過window對象偵聽storage事件,會偵聽localStorage對象的變化事件(包括item的添加、修改和刪除)。因此,通過事件可以完成高效的通信機制:

A 頁面

window.addEventListener("storage", function(ev){
    if (ev.key == 'message') {
        // removeItem同樣觸發storage事件,此時ev.newValue為空
        if(!ev.newValue)
            return;
        var message = JSON.parse(ev.newValue);
        console.log(message);
    }
});

function sendMessage(message){
    localStorage.setItem('message',JSON.stringify(message));
    localStorage.removeItem('message');
}

// 發送消息給B頁面
sendMessage('this is message from A');
B 頁面

window.addEventListener("storage", function(ev){
    if (ev.key == 'message') {
        // removeItem同樣觸發storage事件,此時ev.newValue為空
        if(!ev.newValue)
            return;
        var message = JSON.parse(ev.newValue);
        // 發送消息給A頁面
        sendMessage('message echo from B');
    }
});

function sendMessage(message){
    localStorage.setItem('message',JSON.stringify(message));
    localStorage.removeItem('message');
}

發送消息采用sendMessage函數,該函數序列化消息,設置為localStorage的message字段值后,刪除該message字段。這樣做的目的是不污染localStorage空間,但是會造成一個無傷大雅的反作用,即觸發兩次storage事件,因此我們在storage事件處理函數中做了if(!ev.newValue) return;判斷。

當我們在A頁面中執行sendMessage函數,其他同源頁面會觸發storage事件,而A頁面卻不會觸發storage事件;而且連續發送兩次相同的消息也只會觸發一次storage事件,如果需要解決這種情況,可以在消息體體內加入時間戳:

sendMessage({
    data: 'hello world',
    timestamp: Date.now()
});
sendMessage({
    data: 'hello world',
    timestamp: Date.now()
});

通過這種方式,可以實現同源下的兩個tab頁通信,兼容性

通過caniuse網站查詢storage事件發現,IE的瀏覽器支持非常的不友好,caniuse使用了“completely wrong”的形容詞來表述這一程度。IE10的storage事件會在頁面document文檔對象構建完成后觸發,這在嵌套iframe的頁面中造成諸多問題;IE11的storage Event對象卻不區分oldValue和newValue值,它們始終存儲更新后的值

case 3

兩個互不相關的tab頁面通信。

這種情況才是最急需解決的問題,如何實現兩個沒有任何關系的tab頁面通信,這需要一些技巧,而且需要有同時修改這兩個tab頁面的權限,否則根本不可能實現這兩個tab頁的能力。

在上述條件滿足的情況下,我們就可以使用case1 和 case2的技術完成case 3的需求,這需要我們巧妙的結合HTML5 postMessage API 和 storage事件實現這兩個毫無關系的tab頁面的連通。為此,我想到了iframe,通過在這兩個tab頁嵌入同一個iframe頁實現“橋接”,最終完成通信:

tab A -----> iframe A[bridge.html]
                     |
                     |
                    \|/
             iframe B[bridge.html] ----->  tab B    

單方向的通信原理如上圖所示,tab A中嵌入iframe A,tab B中嵌入iframe B,這兩個iframe引用相同的頁面“bridge.html”。如果tab A發消息給tab B,首先tab A通過postMessage消息發送給iframe A(tab A可以獲取到iframe A的window對象iframe.contentWindow);此后iframe A通過storage消息完成與iframe B的通信(由於iframeA 與iframe B同源,因此case 2的通信方式這里可以使用);最終,iframe B同樣采用postMessage方式發送消息給tab B(在iframe中通過window.parent引用tab B的window對象)。至此,tab A的消息走通了所有鏈路,成功抵達tab B。

反方向發送消息同樣的道理,這里就不在詳細說明。接下來到了 talk is cheap,show me the code 環節:

tab A:

// 向彈出的tab頁面發送消息
window.sendMessageToTab = function(data){
    // 由於[#J_bridge]iframe頁面的源文件在vstudio服務器中,因此postMessage發向“同源”
    document.querySelector('#J_bridge').contentWindow.postMessage(JSON.stringify(data),'/');
};

// 接收來自 [#J_bridge]iframe的tab消息
window.addEventListener('message',function(e){
    let {data,source,origin}  = e;
    if(!data)
        return;
    try{
        let info = JSON.parse(JSON.parse(data));
        if(info.type == 'BSays'){
           console.log('BSay:',info);
        }
    }catch(e){
    } 
});

sendMessageToTab({
    type: 'ASays',
    data: 'hello world, B'
})
bridge.html

window.addEventListener("storage", function(ev){
    if (ev.key == 'message') {
        window.parent.postMessage(ev.newValue,'*');
    }
});

function message_broadcast(message){
    localStorage.setItem('message',JSON.stringify(message));
    localStorage.removeItem('message');
}

window.addEventListener('message',function(e){
    let {data,source,origin}  = e;
    // 接受到父文檔的消息后,廣播給其他的同源頁面
    message_broadcast(data);
});
tab B

window.addEventListener('message',function(e){
    let {data,source,origin}  = e;
    if(!data)
        return;
    let info = JSON.parse(JSON.parse(data));
    if(info.type == 'ASays'){
        document.querySelector('#J_bridge').contentWindow.postMessage(JSON.stringify({
            type: 'BSays',
            data: 'hello world echo from B'
        }),'*');
    }
});

// tab B主動發送消息給tab A
document.querySelector('button').addEventListener('click',function(){
    document.querySelector('#J_bridge').contentWindow.postMessage(JSON.stringify({
        type: 'BSays',
        data: 'I am B'
    }),'*');
})

至此,通過在tab A和tab B中引入“橋接”功能的iframe[bridge.html]頁面,實現了兩個無關tab頁的雙向通信,這種實現的技巧性較強。

參考資料

Communication between tabs or windows


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