Progressive Web App (1) PWA란 무엇일까?

PWA란 무엇인가?

PWA란, PWA 기술을 이용해 Minimal-ui 상태로 실행된 엘리스 웹 앱
Progressive Web App, PWA란? PWA 기술을 이용해 Minimal-ui 상태로 실행된 엘리스 웹 앱

PWA란, (Progressive Web App)은 Google I/O 2016에서 발표한 기술로, 웹과 네이티브 앱의 기능 중 이점만을 가져올 수 있도록 수 많은 기술과 패턴을 사용해 개발된 웹 앱을 총칭합니다.

https://web.dev/what-are-pwas/
PWA란? Progressive Web App 이해하기

위 그림에서 볼 수 있는 것과 같이, PWA란 웹 앱의 발견 용이성과 네이티브 앱의 강력함을 모두 제공하는 것을 목표로 합니다. 웹 앱의 경우 네이티브 앱에 비해 발견이 쉬운 점에는 다음과 같은 특성이 있습니다.

웹 사이트에 방문하는 것이 훨씬 쉽다.
설치해야 하는 네이티브 앱과는 달리 웹 사이트에 방문하면 바로 사용할 수 있다.
URL 링크로 웹 앱을 공유할 수 있다.

네이티브 앱의 경우 웹 앱보다는 발견의 용이성(Reach of Platform) 이 떨어지지만 기능 면에서 훨씬 강력합니다.

부드러운 사용자 경험을 제공
내가 필요로 하는 정보에 대해 푸시 알림을 받을 수 있음
홈 화면 아이콘을 탭하여 웹보다 더 쉽게 접근할 수 있음

PWA(Progressive Web App)의 특징

웹 앱과 네이티브 앱이 가지는 장점만을 취하기 위해서 PWA는 새로운 기술 (Service Worker; 후술) 을 같이 사용합니다. 발견의 용이성을 위해서, PWA는 Android나 iOS 운영체제에 종속되지 않고 양쪽 플랫폼에서 동시에 실행될 수 있는 웹 기반 플랫폼을 사용합니다. 따라서 플랫폼에 관계 없이 어떤 운영체제에서도 실행될 수 있는 하나의 앱만을 제작해도 됩니다.

웹 기반 플랫폼의 한계를 벗어나, PWA는 네이티브 앱처럼 동작하여 브라우저 레벨에서 접근할 수 없었던 시스템 하드웨어나 소프트웨어에도 접근할 수 있습니다. PWA의 목표 중 하나는 성능이 뛰어날 경우 유저가 웹 기반 앱을 사용하고 있는지, 네이티브 앱을 사용하는 것인지 헷갈릴 정도의 사용자 경험을 제공하는 것입니다. 잘 설계된 PWA란 웹 앱과 네이티브 앱의 장점을 결합한 UX를 제공할 수 있습니다.

https://medium.com/dev-channel/a-pinterest-progressive-web-app-performance-case-study-3bd6ed2e6154

Pinterest 는 PWA 기반의 웹을 사용하여 앱은 아니지만 유사한 경험을 제공합니다. 알림, 앱 설치, 오프라인 모드 등을 제공합니다. PWA 기술을 사용하여, Pinterest 는 FMP (First Meaningful Paint) 시간을 4.2초에서 1.8초로, TTI (Time to Interactive) 시간을 23초에서 5.6초로 크게 줄일 수 있었습니다.

PWA 장점

PWA(Progressive Web App)의 가장 큰 장점은 React Native, Flutter 와 같은 하이브리드 프레임워크의 장점과 일치하는데 바로 개발비용이 저렴하고 코드베이스가 적다는 것입니다. 또한 약간의 작업만으로 기존의 static 한 웹 사이트를 앱으로 만들 수도 있습니다.

PWA에서 쓰이는 기술을 사용하면, 일반적인 웹 사이트와 다르게 오프라인에서도 동작할 수 있습니다 (당연히 모든 기능이 동작하는 것은 아니고, asset 들과 일부 API call 들에 대한 캐싱이 필요합니다). 오프라인 동작은 모바일 디바이스에서 매우 중요한데, 불안정한 연결 속에서도 offline-first content 를 보여줄 수 있다면 사용자의 retention은 크게 증가할 것이기 때문입니다.

또한 앱만이 가지고 있던 특권인 푸시 알림은 브라우저가 닫혀 있더라도 가능하며, 설치가 가능하여 재방문율을 높일 수 있습니다. 마지막으로 검색 엔진에서 Application 으로 인식하여 검색이 가능합니다. 이러한 장점들은 유저의 전환율과 세션 수, 이탈률에 긍정적인 영향을 미칩니다. pwastats.com 이 조사한 성공 사례 중 일부는 다음과 같습니다.

Flipkart Lite: 2015년에 PWA로 재구축하여, 전환율을 70% 이상 상승
AliExpress: 전환율 104%상승
Twitter 세션당 페이지수가 65% 증가, 트윗이 75%증가, 이탈률 20% 감소, 앱 크기 97% 이상 감소
Nikkei: 트래픽이 2.3배, 구독이 58%, 일일 활성 사용자 49% 증가
Pinterest: 평균 접속 시간 40% 증가, 광고 수익 44% 증가, 핵심 유저 참여율 60% 증가

PWA 단점

아직까지는 모든 플랫폼에서 PWA(Progressive Web App)가 완벽하게 지원되지는 않습니다. PWA란 Chrome 기반의 웹 플랫폼에서 가장 잘 동작하나 iOS 플랫폼에서는 일부 기능이 동작하지 않습니다. CrustLab 의 조사에 의하면, iOS (Safari) 플랫폼에서는 푸시 알림, 진동, 블루투스 기능이 Android (Chrome) 플랫폼과 비교해서 지원되지 않습니다.

https://caniuse.com/?search=PWA
iOS, Android 플랫폼별 PWA 지원 여부 정리 표

https://crustlab.com/blog/progressive-web-apps-state-2020-2021/
iOS(사파리)와 Android(크롬) 플랫폼별 PWA 지원 여부 정리 표

Service Worker란?

Service Worker (앞으로 SW로 통칭) 란 브라우저가 백그라운드에서 실행하는 스크립트입니다. 이 스크립트는 웹 페이지나 유저 인터랙션과 완전히 분리되어 실행됩니다. SW는 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.

SW는 자바스크립트 기반의 worker로서, DOM에 직접 접근할 수 없습니다.
대신, postMessage 인터페이스를 이용해 페이지에 있는 메인 스레드와 통신할 수 있습니다.
SW는 프로그래밍이 가능한 네트워크 프록시로, 페이지에서 보내는 네트워크 요청들을 어떻게 처리할지 커스텀하게 프로그래밍 할 수 있습니다.
SW는 쓰이지 않을때 종료되고, 필요할 때 재시작되기 때문에, SW의 onfetch 혹은 onmessage 핸들러에서 유추할 수 있는 global state 는 언제나 최신 상태로 유지된다고 확신할 수 없습니다. SW에서 계속해서 유지하며 사용해야 하는 정보를 담기 위해서는 IndexedDB API 를 사용할 수 있습니다.

Service Worker의 Life Cycle

SW는 웹 페이지와 완전히 분리된 life cycle을 가지며 여러 단계로 이루어져 있습니다.

SW를 웹 사이트에서 사용하기 위해서는 먼저 SW를 등록 (register) 해야 합니다. 이것은 페이지 내 자바스크립트 코드를 통해서 진행할 수 있습니다. SW의 등록을 시작하고 나면 브라우저가 백그라운드에서 SW의 설치를 시작합니다.

설치 단계에서는, SW에 등록된 static assets 들의 캐싱을 진행합니다. 등록된 모든 파일들에 대해 캐싱이 완료되면, SW는 설치됨 단계로 이동합니다. 만약 등록된 파일 중 하나라도 캐싱에 실패한다면, 설치는 실패하고 SW는 활성화되지 않습니다. 이 경우, SW는 추후 설치를 재시도합니다. 다만, 이 때 다른 SW를 사용하는 클라이언트가 이미 존재한다면 (예를 들어 다른 탭에 같은 SW를 사용하는 웹 사이트가 열려 있다거나) 활성화는 바로 이루어지지 않으며 모든 이전 버전의 SW가 닫힐 때까지 대기하게 됩니다. 이 대기는 skipWaiting 함수를 이용해 생략할수도 있습니다.

SW가 설치된 경우, 활성화 단계가 바로 뒤따르게 되며 이 때 이전 캐시를 어떻게 처리할지 수동으로 처리할 수도 있습니다. 활성화된 SW는 이전 SW에 의해 로드된 페이지를 제외한 새로운 페이지에 대한 모든 제어를 진행하게 됩니다. 이 상태의 SW는 1) fetch 및 메시지 이벤트를 핸들링하거나 2) 멈춰있게 됩니다.

https://developers.google.com/web/fundamentals/primers/service-workers
Service Worker의 라이프사이클

Service Worker의 실행 조건

Service Worker 를 설치하고 실행하기 위해서는 첫 번째로 브라우저가 이를 지원해야 합니다. SW는 Firefox, Chrome, Opera 에서 지원되고 있으며 Chrome 기반의 웹 브라우저인 Microsoft Edge와 Naver Whale 에서도 가능합니다. Safari 에서는 일부 기능이 지원됩니다.

추가로 SW는 HTTPS 에서만 실행이 가능하나 개발을 위해 localhost (<http://localhost>) 에서는 이 조건이 생략됩니다.

마지막으로 manifest.json 의 유무가 있습니다. Web app manifest는 JSON 파일로 PWA에 대한 정보와 현재 웹 사이트가 유저의 데스크탑이나 모바일 장치에 어떻게 설치되어야 하는지에 대한 정보를 저장한 파일입니다. 이 파일은 앱 이름, 아이콘, 그리고 앱의 URL 정보 등을 포함하고 있습니다. 아래는 엘리스가 PWA 앱을 위해 사용중인 파일의 예시입니다.

{
  "short_name": "Elice", // 유저의 홈 스크린에 나타날 이름
  "name": "Elice", // 앱의 전체 이름
  "start_url": ".", // 앱 실행시 이동할 route
  "icons": [ // 아이콘 asset 들
    {
      "src": "logo512.png",
      "sizes": "512x512",
      "type": "image/png"
    },
    {
      "src": "logo192.png",
      "sizes": "192x192",
      "type": "image/png"
    },
    {
      "src": "favicon.ico",
      "sizes": "64x64 32x32 16x16",
      "type": "image/x-icon"
    }
  ],
  "display": "minimal-ui", // fullscreen, standalone, minimal-ui 중 하나
  "theme_color": "#524fa1", // 툴바에 표시될 색상
  "background_color": "#f6f7f8" // Splash 스크린에 보일 배경 색상
}

React PWA 지원하기

HTML/CSS/JS 기반의 static 웹 사이트와는 달리 React 기반의 SPA 에서는 PWA를 적용하기 상대적으로 조금 더 까다로운 편입니다 (하지만 설정하고 나면 그리 어렵지 않습니다!). 다음 포스트에서는 실제로 기존에 PWA가 적용되어 있지 않은 프로젝트에서 PWA를 적용하는 방법에 대해 알아보겠습니다.