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【面试题】2057- 京东一面：浏览器跨标签页通信的方式都有什么？

前端自习课

共 18955字，需浏览 38分钟

 ·

2024-05-25 14:29

跨标签通信也有很多实际的应用场景，比如：

  1. 共享登录状态：当用户在一个标签页中登录后，其他打开的标签页需要及时获取到登录状态，以保持一致的用户体验。在这种情况下，可以使用浏览器的localStorage或sessionStorage来存储登录状态，并通过监听storage事件来实现不同标签页之间的状态同步。

  2. 实时通知和消息推送：如果用户在一个标签页上收到了新消息或通知，可以通过跨标签页通信将该消息或通知传递给其他标签页。一种常见的处理方式是使用浏览器的localStorage或IndexedDB来存储未读消息或通知，然后通过监听storage事件或定时轮询来检查新消息或通知的变化。

  3. 跨标签页数据共享：有时候需要在不同的标签页之间共享一些数据，例如购物车数据、选项设置等。这可以通过在localStorage或IndexedDB中存储数据，并借助storage事件或定时轮询来实现数据的同步更新。

  4. 标签页之间的导航同步：当用户在一个标签页中进行导航操作（例如点击链接或提交表单）时，其他标签页可能也需要跟随导航到相应的页面。这可以通过在标签页之间发送消息或共享状态来实现导航的同步。

在前端中处理浏览器跨标签页通信时，常用的方法包括：

  • 使用localStorage或sessionStorage存储共享数据，并通过监听storage事件来实现数据的变化检测和同步更新。
  • 使用BroadcastChannel API，它提供了一种跨窗口通信的机制，可以在不同标签页之间发送消息。
  • 使用window.postMessage()方法，该方法允许在不同的窗口或标签页之间安全地传递消息。
  • 借助服务端的实时通信技术，如WebSocket，通过服务器作为中介来实现标签页之间的消息传递和数据同步。

本篇将为你带来关于跨浏览器标签通信的详细分享，以下是正文：

没错，还是京东一面的问题，首先问的是浏览器跨标签也通信的方式有什么，我答完浏览器通信通信的方式，后面就接着问 JavaScript 有什么方式的了。

浏览器通信方式

每个浏览器标签页通常被视为一个独立的进程，而不是一个线程。这种多进程架构被称之为多进程浏览器，谷歌浏览器就是采用这种方式。

这种架构的方式的主要目的是提高浏览器的稳定性、安全性和性能。

在多进程浏览器中，每个标签页都独立运行在独立的进程中，这样一旦一个标签页崩溃或遇到问题，不会影响其他标签页和浏览器本身的稳定性。而每个进程都有属于自己的内存。

在多进程浏览器中，不同标签页之间的通信是通过进程间通信 IPC 机制来实现的。IPC 是操作系统提供的一种机制，允许不同进程之间交换数据和消息，从而实现协同工作。

在操作系统中，著有有以下几种通信方式：

  1. 基于管道的通信：
    • 管道是一种半双工的通信机制，可用于同一父进程与其子进程之间通信，或者用于同一计算机上的不同进程之间通信。
    • 命名管道提供了进程间进行双向通信的能力。可以被多个进程打开和使用。其中一个进程将数据写入管道，而另一个进程则可以从管道中读取这些数据。命名管道通常用于在不相关的进程之间传递数据，比如客户端和服务器之间的通信。
    • 匿名管道是一种用于单向通信的机制，仅用于具有父子关系的进程之间。它只能在创建时通过操作系统提供的机制进行传递。匿名管道在创建时自动建立，并且只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信。其中一个进程将数据写入管道的写端，而另一个进程则从管道的读端读取这些数据。
  2. 消息队列：消息队列允许进程通过将消息放入队列中来进行通信。进程可以从队列中接收消息，实现异步通信。消息队列适用于不需要直接的点对点连接的场景，而且可以在不同计算机之间通信。
  3. 共享内存：共享内存允许多个进程访问同一块物理内存区域，从而实现高效的数据共享。进程可以在共享内存中读写数据，而不需要显式的数据传输操作。
  4. 套接字Socket：套接字通信是一种在计算机网络中实现进程间通信的方式。它基于网络协议栈，使用 TCP 或 UDP 等传输层协议，在不同的主机之间进行数据传输和通信。
  5. Remote Procedure Call：RPC 允许一个进程通过网络请求调用另一个进程中的函数，就像调用本地函数一样。远程过程调用隐藏了底层通信细节，使得进程间通信更加方便。
  6. 信号（Signal）：信号通信是一种在操作系统中实现进程间通信的机制。它允许一个进程向另一个进程发送信号，用于通知、中断或请求处理等目的。它是一种异步事件，当某个事件发生时，操作系统会向进程发送相应的信号。进程可以事先注册信号处理函数来捕获并处理这些信号。

JavaScript 如何实现跨标签页通信

JavaScript 实现跨标签页通信的方式有很多中，接下来我们就来一个一个进行学习。

BroadcastChannel

BroadcastChannel 通信的方式原理就是一个命名管道。它允许让指定的同源下浏览器不同的窗口来订阅它。

每个 BroadcastChannel 对象都需要使用一个唯一的名称来标识通道，这个名称在同一域名下的不同页面之间必须是唯一的。它允许同一域名下的不同页面之间进行通信。

通过 postMessage 方法，一个页面可以将消息发送到频道中，而其他页面则可以监听 message 事件来接收这些消息。通过这种方式是短线了一种实时通信的机制，可以在不同的页面之间传递信息，实现页面间的即时交流。如下图所示：

20230823064028

BroadcastChannel 的类型定义有如下代码所示：

[Exposed=(Window,Worker)]
interface BroadcastChannel : EventTarget {
  constructor(DOMString name);

  readonly attribute DOMString name;
  undefined postMessage(any message);
  undefined close();
  attribute EventHandler onmessage;
  attribute EventHandler onmessageerror;
};

要想使用，首先我们创建两个不同的 html 文件分别代表不同的页面，并且使用 live server 开启一个本地服务器：

<!-- a.html -->

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>Document</title>
  </head>
  <body>
    <script>
      const broad = new BroadcastChannel("moment");

      setInterval(() => {
        broad.postMessage({
          value: `moment ${new Date()}`,
        });
      }, 3000);

      broad.onmessage = function (e) {
        console.log(e.data);
      };
    </script>
  </body>
</html>

<!-- b.html -->

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>Document</title>
  </head>
  <body>
    <script>
      const broad = new BroadcastChannel("moment");
      let index = 1;
      setInterval(() => {
        broad.postMessage({
          value: `supper ${index++}`,
        });
      }, 3000);

      broad.onmessage = function (e) {
        console.log(e.data);
      };
    </script>
  </body>
</html>

代码编写完了，我们来看看代码允许效果，如下图所示：

动画.gif

通过 postMessage 向管道中发送消息，当管道中存在消息的时候，可以通过 onmessage 方法获取到信息内容。

Service Worker

Service Worker 它是一种服务工作线程，是一种在浏览器背后运行的脚本，用于处理网络请求和缓存等任务。它是一种在浏览器与网络之间的中间层，允许开发者拦截和控制页面发出的网络请求，以及管理缓存，从而实现离线访问、性能优化和推送通知等功能。

它在浏览器背后独立运行与网页分开，这意味着即使用户关闭了网页，Service Worker 仍然可以运行。可以用于实现推送通知功能。它可以注册为推送消息的接收者，当服务器有新的通知要发送时，Service Worker 可以显示通知给用户，即使网页没有打开。

要想使用，首先我们创建两个不同的 html 文件分别代表不同的页面，创建一个 Service Worker 文件，并且使用 live server 开启一个本地服务器：

<!-- a.html -->

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>Document</title>
  </head>
  <body>
    <script>
      navigator.serviceWorker.register("worker.js").then(() => {
        console.log("注册成功");
      });

      setInterval(() => {
        navigator.serviceWorker.controller.postMessage({
          value: `moment ${new Date()}`,
        });
      }, 3000);

      navigator.serviceWorker.onmessage = function (e) {
        console.log(e.data.value);
      };
    </script>
  </body>
</html>

<!-- b.html -->

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>Document</title>
  </head>
  <body>
    <script>
      navigator.serviceWorker.register("worker.js").then(() => {
        console.log("注册成功");
      });

      setInterval(() => {
        navigator.serviceWorker.controller.postMessage({
          value: `moment ${new Date()}`,
        });
      }, 3000);

      navigator.serviceWorker.onmessage = function (e) {
        console.log(e.data.value);
      };
    </script>
  </body>
</html>

创建一个 worker.js 文件并编写以下代码：

// worker.js
self.addEventListener("message", function (e) {
  e.waitUntil(
    self.clients.matchAll().then(function (clients) {
      if (!clients || clients.length === 0) {
        return;
      }
      clients.forEach(function (client) {
        client.postMessage(e.data);
      });
    })
  );
});

你所编写的 Service Worker 将遵守以下生命周期：

  1. 注册: 在网页的 JavaScript 代码中调用 navigator.serviceWorker.register() 方法来注册一个 Service Worker;

  2. 安装: 当 Service Worker 文件被下载并首次运行时，会触发 install 事件。在 install 事件中，你可以缓存静态资源，如 HTML、CSS、JavaScript 文件，以便在离线时使用;

  3. 激活: 安装成功后，Service Worker 并不会立即接管页面的网络请求。它需要等到之前的所有页面都关闭，或者在下次页面加载时才会激活();

    就是因为编写的 worker 代码不生效,一直刷新都不生效,直到我关机重启了才生效的......

  4. 控制: 一旦 Service Worker 被激活，它就开始控制在其作用域内的页面。它可以拦截页面发出的网络请求，并根据缓存策略返回缓存的内容;

  5. 更新: 当你更新 Service Worker 文件并再次注册时，会触发一个新的 install 事件。你可以在新的 install 事件中更新缓存，然后在下次页面加载时进行激活，以确保新的 Service Worker 被使用;

  6. 解除注册: 如果你不再需要 Service Worker，可以通过调用 navigator.serviceWorker.unregister() 来解除注册;

它本身是一个由 promise 封装的对象，未初始化时是一个 pending 状态的，当成功注册之后会变成 fulfilled，并且对外暴露以下方法，如下图所示：

20230823084407

localStorage

在 Web Storage 中,每一次将一个值存储到本地存储时,都会触发一个 storage 事件,由事件监听器发送给回调函数的事件对象有如下图所示：

20230823085308

其中有几个自动填充的属性如下：

  • key：被修改的键；
  • newValue：修改后的新值；
  • oldValue：修改前的值；
  • storageArea：事件监听对应的 Storage 对象

编写如下代码，省略部分代码：

<!-- a.html -->
<script>
  let index = 0;
  setInterval(() => {
    localStorage.moment = `moment ${index++}`;
  }, 1000);

  window.addEventListener("storage", (e) => {
    console.log("被修改的键: ", e.key);
    console.log("旧值: ", e.oldValue);
    console.log("新值: ", e.newValue);
  });
</script>

<!-- b.html -->
<script>
  let index = 0;
  setInterval(() => {
    localStorage.supper = `supper ${index++}`;
  }, 1000);

  window.addEventListener("storage", (e) => {
    console.log("被修改的键: ", e.key);
    console.log("旧值: ", e.oldValue);
    console.log("新值: ", e.newValue);
    console.log("----------");
  });
</script>


SharedWorker

SharedWorker 是一种在 Web 浏览器中使用的 Web API，它允许不同的浏览上下文,如不同的浏览器标签页之间共享数据和执行代码。它可以用于在多个浏览上下文之间建立通信通道，以便它们可以共享信息和协同工作。

与普通的 Worker 不同，SharedWorker 可以在多个浏览上下文中实例化，而不仅限于一个单独的浏览器标签页或框架。这使得多个浏览上下文可以共享同一个后台线程，从而更有效地共享数据和资源，而不必在每个标签页或框架中都创建一个独立的工作线程。

要想使用它,首先编写如下代码，省略部分代码：

<!-- a.html -->
<script>
  let index = 0;
  const worker = new SharedWorker("worker.js");

  setInterval(() => {
    worker.port.postMessage(`moment ${index++}`);
  }, 1000);
</script>

<!-- b.html -->
<script>
  const worker = new SharedWorker("worker.js");

  worker.port.start();
  setInterval(() => {
    worker.port.postMessage("php是世界上最好的语言");
  }, 1000);

  worker.port.onmessage = function (e) {
    if (e.data) {
      console.log(e.data);
    }
  };
</script>

创建一个 worker.js 文件,并编写以下代码：

let data = "";

self.onconnect = (e) => {
  const port = e.ports[0];

  port.onmessage = function (e) {
    if (e.data === "php是世界上最好的语言") {
      port.postMessage(data);
      data = "";
    } else {
      data = e.data;
    }
  };
};

IndexDB

IndexedDB 是一种在浏览器中用于存储和管理大量结构化数据的 Web API。它提供了一种持久性存储解决方案，允许 Web 应用程序在客户端存储数据，以便在不同会话、页面加载或浏览器关闭之间保留数据。

与传统的 cookie 或 localStorage 等存储方式不同，IndexedDB 更适合存储复杂的、结构化的数据，例如对象、数组、键值对等。这使得它特别适用于应用程序需要存储大量数据、执行高级查询或支持离线工作的情况。

要实现跨标签通信,如下代码所示:

<!-- a.html -->
<script>
  let index = 0;
  // 打开或创建 IndexedDB 数据库
  const request = indexedDB.open("database", 1);

  request.onupgradeneeded = (event) => {
    const db = event.target.result;
    const objectStore = db.createObjectStore("dataStore", {
      keyPath: "key",
    });
  };

  request.onsuccess = (event) => {
    const db = event.target.result;
    const transaction = db.transaction(["dataStore"], "readwrite");
    const objectStore = transaction.objectStore("dataStore");

    // 存储数据

    objectStore.put({ key: "supper", value: `moment` });

    transaction.oncomplete = () => {
      db.close();
    };
  };
</script>

<!-- b.html -->
<script>
  // 打开相同的 IndexedDB 数据库
  const request = indexedDB.open("database", 1);

  request.onsuccess = (event) => {
    const db = event.target.result;
    const transaction = db.transaction(["dataStore"], "readonly");
    const objectStore = transaction.objectStore("dataStore");

    // 获取数据
    const getRequest = objectStore.get("supper");

    getRequest.onsuccess = (event) => {
      const data = event.target.result;
      if (data) {
        console.log(data.value);
      }
    };

    transaction.oncomplete = () => {
      db.close();
    };
  };
</script>

最终代码运行如下图所示：

20230823095933

cookie

cookie 的话没什么好讲的，直接上代吧：

<!-- a.html -->
<script>
  let index = 0;
  setInterval(() => {
    document.cookie = `supper=moment ${index++}`;
  }, 1000);
</script>

<!-- b.html -->
<script>
  console.log("cookie 的值为: ", document.cookie);

  setInterval(() => {
    console.log("cookie 的值发生了变化: ", document.cookie);
  }, 1000);
</script>

具体代码运行效果如下图所示：

动画.gif

postMessage

window.postMessage() 方法可以安全地实现跨源通信。通常，对于两个不同页面的脚本，只有同源时，这两个脚本才能相互通信。

<!-- a.html -->
<body>
  <button class="pop">弹出新窗口</button>
  <button class="button">发送数据</button>
  <script>
    const pop = document.querySelector(".pop");
    const button = document.querySelector(".button");

    let index = 0;
    let opener = null;

    pop.addEventListener("click", () => {
      opener = window.open(
        "b.html",
        "123",
        "height=600,width=600,top=20,resizeable=yes"
      );
    });

    button.addEventListener("click", () => {
      const data = {
        value: `moment ${index++}`,
      };

      opener.postMessage(data, "*");
    });
  </script>
</body>

<!-- b.html -->
<body>
  <div>moment</div>
  <script>
    window.addEventListener("message", (e) => {
      console.log(e.data);
    });
  </script>
</body>

通过点击按钮在主窗口和弹出的新窗口之间进行通信。通过 postMessage，主窗口可以向新窗口发送数据，从而实现了简单的跨窗口通信。在实际应用中，你可以在接收消息的窗口中监听 message 事件，然后在事件处理程序中处理接收到的数据。

总结

文章中涉及到的大部分名词解释来自 mdn。

JavaScript 跨标签通信允许不同的浏览器标签页之间进行数据传递和通信，为构建更复杂和协同的 Web 应用程序提供了一种机制。通过适当的技术和策略，我们可以实现有效的跨标签通信，以满足不同应用场景的需求。

原文地址：https://juejin.cn/post/7270155117705510968

作者：Moment

最后


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