離線模式如何在移動應用程序中工作

1）離線模式是什麼，為什麼需要

離線模式是應用程序在沒有網絡（或在不穩定的Internet上）的情況下運行，然後在通信出現時同步的能力。他是：

• 減少故障並增加保留；
• 加速第一個屏幕（數據已本地化）；
• 允許您在「字段中」執行關鍵動作（草稿、內容查看、部分操作）。

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2）離線架構圖層（在任何堆叠中）

1.本地數據存儲

移動本機：SQLite/Room（Android），Core Data/SQLite（iOS），Realm，Key-Value（SharedPreferences/UserDefaults）。

Web/PWA：IndexedDB（頂部-Dexie/LocalForage），用於靜態的緩存存儲。

2.靜態緩存（App Shell）

圖標，字體，CSS/JS，基本屏幕模板。

3.操作隊列（Outbox）

「寫入請求」（創建/修改/刪除）將排隊,並在網絡出現時轉到服務器。

4.同步層

Merj策略，版本，重復數據消除，Retrai，Backoff。

5.網絡狀態信號

NetInfo/Reachability/瀏覽器的 API可在online/offline/limbo之間切換UI。

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3）在iOS/Android上看起來如何

緩存和DB：數據結構鏡像主API響應（規範化實體）。

離線草稿：表格和動作以「pending/sent/failed」標誌寫成本地DB。

同步：背景任務定期讀取outbox並發送批次（batch）,標記狀態。

安全：秘密/代幣-在Keychain（iOS ）/Android Keystore中。帶有PII/付款的數據通過安全容器中的密鑰進行加密（例如GCM AES-256）。

操作系統限制：背景任務取決於節能模式；計劃查詢的偶然性，並在過程被殺死後恢復。

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4）如何在PWA（web）中工作)

Service Worker （SW）-網絡和應用程序之間的代理：

• Precache （App Shell）：接口立即可用。
• Runtime cache：關於以下策略的數據/媒體。
• Background Sync/Periodic Sync（可用）：在沒有用戶參與的情況下發送隊列、刷新緩存。
• 用於數據的IndexedDB和用於靜態的Cache Storage。
• 限制：存儲配額,嚴格控制後臺任務（尤其是iOS Safari）。

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5）緩存策略（什麼以及何時應用）

Cache First-用於不可變靜態（圖標，字體，JS版本）。

Stale-While-Revalidate （SWR）-用於列表/目錄：立即從緩存中獲取,背景是拉緊新數據。

Network First-當網絡存在時用於個人數據；備份來自離線緩存。

Cache Only/Network Only是罕見的私人案例（診斷，私人資源）。

組合：靜態-CF/SWR；動態-SWR/NF；記錄通過隊列。

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6）更改隊列和冪等

Outbox模型：每個動作（POST/PUT/PATCH/DELETE）將序列化為具有定時ID、主體、版本和截止日期的隊列條目。

在網絡/服務器錯誤時,使用指數反向數據包發送（batch）。

標題/尾聲中的等效鍵-重新發送不會產生倍數。

DB事務：寫入隊列並更新本地狀態必須是原子狀態。

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7）沖突解決（server vs client）

方法：

• Last Write Wins （LWW）-簡單但有丟失編輯的風險。
• Versioning/ETag-服務器拒絕舊版本→客戶機執行merge/重新存儲。
• 操作轉換/CRDT-用於協作編輯復雜實體。
• 字段規則-服務器上的「真相」字段、客戶端的「真相」字段（例如本地標簽/標誌）。

UX:

顯示「不同步」徽章、「刷新」按鈕和沖突時的diff（選擇版本）。

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8）處理媒體和大量資源

重復數據消除和哈希（content-addressable）-不要裝載相同內容。

線下播放器/縮略圖，完整版本在網絡之後。

在網絡/電池較差時暫停引導隊列。

媒體緩存的TTL策略-不要復制GB。

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9）離線的UX模式是「人性化」

頂尖規則：切勿顯示「空虛」。App Shell+skeleton+最新版內容。

清晰狀態：Online/Offline/同步……/需要操作。

Undo/Retry：取消最新的離線操作；自動和手動重復。

本地草稿：可見的「待發」列表。

安靜的錯誤：積極不要打擾-足夠不引人註目的指標+雜誌。

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10）離線安全和隱私

加密「磁盤上」敏感數據；密鑰在Keystore/Keychain中。

盡量減少PII離線收集/存儲；設置重建和自動清潔。

切勿緩存秘密/完整PAN/CVV；僅根據PCI規則使用付款提供商令牌。

保護SW/客戶端免受 XSS （CSP, SRI）的攻擊,否則攻擊者將在下次在線時竊取離線數據。

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11）平臺限制

iOS：嚴格限制瀏覽器中的背景任務；Web Push/periodic sync-具有細微差別；Keychain-可靠的秘密。

Android：更靈活的後臺服務（WorkManager），但OEM優化可以「殺死」任務-被稱為「重要」。

PWA：IndexedDB/Cache Storage配額，系統在空間不足的情況下進行無警告清潔。

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12）離線測試

網絡配置文件（飛機、2G/3G、包丟失、高RTT）。

在合成過程中殺死/恢復過程。

混沌測試：batch的一半下降429/503/timeout。

沖突：從兩個設備並行編輯。

存儲配額：填充磁盤,檢查緩存行為。

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13）度量與可觀察性

Time To First Offline View （TTFOV）： App Shell的出現速度。

離線覆蓋：無網絡可用屏幕/操作的比例。

Outbox health：排隊時間長短,平均前合成時間,錯誤率。

沖突系數和手工雜交的比例。

存儲配額/使用量,操作系統清理頻率。

用戶影響：在沒有網絡的情況下開始的會話→合成後轉換。

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14）快速實施計劃（90天）

1.定義離線掃描：從緩存中讀取哪些屏幕,哪些操作可以延遲。

2.選擇DB和模式：歸一化表、索引、版本。

3.啟用App Shell： PWA SW/靜態/圖標/字體緩存。

4.組裝Outbox：隊列，相等，後退，蹦床。

5.緩存策略：列表的SWR，個人數據的Network First。

6.UX狀態+辛卡雜誌，retry/undo。

7.安全性：磁盤加密，CSP/SRI，PII最小化。

8.網絡差測試，混沌測試和指標。

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15）頻繁的錯誤以及如何避免錯誤

「離線」僅用於靜態。→需要草稿和外框，否則價值很小。

沒有同位素。→ Dubley的回避手術。輸入等效鍵。

隱藏沖突。→用戶丟失編輯。顯示diff/決定器。

沒有TTL和緩存清除。→應用程序膨脹，操作系統強制清潔。

Sink阻止UI。→同步始終在背景中，UI響應良好。

以公開形式存儲秘密。→使用Keychain/Keystore和加密。

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16) FAQ

能否為一切做「完全」離線？

通常沒有：付款，許可證檢查和實時數據需要網絡。進行混合：從緩存讀取+延遲寫入。

什麼更快：SWR或Network First？

SWR從緩存中提供即時響應，並進行安靜的更新-列表的最佳的UX。Network First需要新鮮度重要的地方（配置文件、平衡）。

如何存儲大媒體?

縮略圖和短暫的TTL，原件-應要求使用LRU清潔。

我需要加密？

加密PII/秘密和敏感記錄。其余的是風險政策和配額。

離線會使SEO/PWA惡化嗎？

不，如果正確的SW和SSR反之亦然，將提高速度和重復訪問。

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離線模式不是「復選框」，而是系統體系結構：局部DB+靜態緩存+更改隊列+可靠的合成器和經過深思熟慮的UX狀態。添加安全性（加密、Keychain/Keystore）、等效性和度量標準,測試不良的網絡-即使沒有Internet,您的應用程序也會保持有用,並且當它出現時,它會無縫地趕上服務器而不會丟失數據和用戶信任。