Firebase Cloud Messaging (FCM) で Web Push 通知を実装してみた

Overview

Web Push 通知を実装してみた」で Web Push 通知の概要と, web-push モジュールを利用した Web Push 通知の実装を記載しました. しかしながら, web-push モジュールを利用した Web Push 通知は鍵のやりとりが少々煩雑で実装も複雑になってしまいます.

Firebase Cloud Messaging (FCM) を利用すると, 鍵のやりとりの代わりにトークンを利用することで Web Push 通知を簡単に実装することができます.

What is Firebase Cloud Messaging ?

クロスプラットフォームのプッシュ通知のためのソリューションです. 詳細は, こちらのドキュメントを参考にしてください.

How to use Firebase Cloud Messaging ?

Firebase console から, アプリに Firebase を追加します.

Install Firebase

$ npm init -y
$ npm install --save firebase

Install Packages

今回は, クライアントサイドは, ES2015 (Babel) を利用し, サーバーサイドは express を利用して実装します. また, ビルドには webpack を利用します.

$ npm install --save body-parser express
$ npm install --save-dev babel-core babel-loader babel-plugin-transform-class-properties babel-preset-es2015 webpack

webpack.config.js

module.exports = {
  entry: { js: './src/main.js' },
  output: { path: `${__dirname}/public`, filename: 'app.js' },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.js$/,
        exclude: /node_modules/,
        use: 'babel-loader',
      }
    ]
  },
  devtool: 'source-map'
};

.babelrc

{
  "presets": ["es2015"],
  "plugins": ["transform-class-properties"]
}

コマンドを簡単に実行できるように, npm scripts も定義しておきましょう.

package.json

// ...
"scripts": {
  "build": "webpack",
  "start": "npm run build && node server.js"
},
// ...

Implement Server Side Script

ローカルサーバーを起動できるように, サーバーサイドのスクリプトを実装します (Web Push に関連する処理はのちほど実装します).

server.js

'use strict';

const express    = require('express');
const bodyParser = require('body-parser');
const app        = express();

app.use(bodyParser.json());
app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: false }));
app.use(express.static('public'));

const port = process.env.PORT || 5000;

app.listen(port, () => {
    console.log(`Listening on port ${port} ...`);
});

public/index.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>Web Push Example by Firebase Cloud Messaging (FCM)</title>
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, user-scalable=yes" />
    <link rel="stylesheet" href="./app.css" type="text/css" media="all" />
</head>
<body>
    <div class="WebPush">
        <form method="post" action="/api/webpush/subscribe">
            <dl>
                <dt><label for="text-title">Title</label></dt>
                <dd><input type="text" id="text-title" name="text-title" /></dd>
                <dt><label for="text-body">Body</label></dt>
                <dd><input type="text" id="text-body" name="text-body" /></dd>
                <dt><label for="url-icon">Icon</label></dt>
                <dd><input type="url" id="url-icon" name="url-icon" /></dd>
                <dt><label for="url-link">Link</label></dt>
                <dd><input type="url" id="url-link" name="url-link" /></dd>
            </dl>
            <button type="submit">Web Push</button>
        </form>
    </div>
    <script type="text/javascript" src="./app.js"></script>
</body>
</html>

public/app.css

@charset "UTF-8";

* {
    margin: 0;
    padding: 0;
}

body {
    font-family:Helvetica, Arial, sans-serif;
    font-size: 16px;
    color: #999;
    line-height: 1.5;
    min-width: 320px;
}

.WebPush {
    margin: 24px auto 0;
    width: 90%;
}

dl > dt {
    margin-bottom: 0.5rem;
    font-size: 1.25rem;
}

dl > dd {
    margin-bottom: 0.5rem;
}

input {
    outline: none;
    border: 2px solid #CCC;
    padding: 0.5rem;
    width: 18rem;
    font-size: 1rem;
    color: #999;
    border-radius: 12px;
    transition: box-shadow 0.6s ease;
}

input:focus {
    box-shadow: 0px 1px 3px rgba(0, 0, 0, 0.3) inset;
}

button {
    cursor: pointer;
    outline: none;
    margin-top: 1rem;
    border: none;
    padding: 1rem 1.5rem;
    font-size: 1rem;
    color: #FFF;
    background-color: #999;
    border-radius: 12px;
    transition: background-color 0.6s ease;
}

button:hover {
    background-color: #666;
}

button:active {
    box-shadow: 0px 1px 3px rgba(0, 0, 0, 0.6) inset;
}

以上の実装をして,

$ npm start

を実行すれば, http://localhost:5000 でページが表示されるようになります.

Implement Web Push

ここからが本題で, Firebase Cloud Messaging を利用した Web Push 通知を実装します.
まずは, クライアントサイドで読み込むスクリプトから実装します.

src/main.js

'use strict';

import * as firebase from 'firebase';

// Initialize Firebase
const config = {
    // ...
};

firebase.initializeApp(config);

const messaging = firebase.messaging();

config は, Firebase console で Firebase に追加したアプリの初期化コードスニペットからコピペしてきます.
内容としては, 以下のようなキーとバリューのプレインオブジェクトです.

const config = {
    apiKey            : '',
    authDomain        : '.firebaseapp.com',
    databaseURL       : 'https://.firebaseio.com',
    storageBucket     : '.appspot.com',
    messagingSenderId : '',
};

たったこれだけのコードで, Firebase Cloud Messaging を使う準備ができます. web-push モジュールを利用する場合と比較すると, 非常に簡潔になることがわかるかと思います.

続いて, Web Push 通知を有効にするために,

  1.  通知の許可をユーザーから得る
  2.  Firebase トークンを取得する

処理を実装します.

src/main.js

// ...

if (navigator.serviceWorker) {
    navigator.serviceWorker.register('./firebase-messaging-sw.js').then(() => {
        return navigator.serviceWorker.ready;
    }).catch((error) => {
        console.error(error);
    }).then((registration) => {
        messaging.useServiceWorker(registration);

        // 通知の許可 -> トークンの取得の順でないと, トークンの取得に失敗する
        messaging.requestPermission().then(() => {
            console.log('Notification permission granted.');

            messaging.getToken().then((token) => {
                console.log(token);
            }).catch((error) => {
                console.error(error);
            });

        }).catch((error) => {
            console.log('Unable to get permission to notify.', error);
        });
    });
}

Firebase Messaging Object (messaging) が Notification オブジェクトをラップしているので, そのメソッド (messaging.requestPermission) を利用して, ユーザーから通知の許可を得るダイアログを表示し, 許可を得ることができれば, Firebase トークンの取得 (messaging.getToken) を実行します. コメントにあるように, この順を踏まないと, Firebase トークンの取得に失敗してしまいます.

また, Service Worker のファイルは, firebase-messagin-sw.js でないと警告が表示されるので, 命名は合わせておきます.

最後に, 取得した Firebase トークンをサーバーに送信して, 保存します.

src/main.js

// ...

if (navigator.serviceWorker) {
    navigator.serviceWorker.register('./firebase-messaging-sw.js').then(() => {
        return navigator.serviceWorker.ready;
    }).catch((error) => {
        console.error(error);
    }).then((registration) => {
        messaging.useServiceWorker(registration);

        // 通知の許可 -> トークンの取得の順でないと, トークンの取得に失敗する
        messaging.requestPermission().then(() => {
            console.log('Notification permission granted.');

            messaging.getToken().then((token) => {
                console.log(token);

                const options = {
                    method  : 'POST',
                    headers : new Headers({ 'Content-Type' : 'application/json' }),
                    body    : JSON.stringify({ token })
                };

                fetch('/api/webpush/register', options).then((res) => {
                    console.dir(res);
                }).catch((error) => {
                    console.error(error);
                });
            }).catch((error) => {
                console.error(error);
            });

        }).catch((error) => {
            console.log('Unable to get permission to notify.', error);
        });
    });
}

ビルドして, public/app.js を生成しておきます.

$ npm run build

続いて, Firebase トークンを保存するための API を実装します.

server.js

// ...

const bodies = [];

app.post('/api/webpush/register', (req, res) => {
    const body = req.body;

    bodies.push(body);

    res.status(200).set('Content-Type', 'application/json').send(JSON.stringify(body));
});

特に難しい処理はなく, 受信した Firebase トークンを配列に保存して, Web Push 通知を送信するときに利用できるようにしておきます (実際には, DB に保存することになるでしょうが ).

そして, Web Push 通知を送信するための API を実装します.

server.js

// ...

const https = require('https');

// ...

const bodies = [];

// ...

app.post('/api/webpush/subscribe', (req, res) => {
    const notification = {
        title : req.body['text-title'],
        body  : req.body['text-body'],
        icon  : req.body['url-icon']
    };

    const data =  {
        url : req.body['url-link']
    };

    Promise.all(bodies.map((body) => {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            const options = {
                method  : 'POST',
                host    : 'fcm.googleapis.com',
                path    : '/fcm/send',
                headers : {
                    'Content-Type'  : 'application/json',
                    'Authorization' : 'key=`Your Server Key`'
                }
            };

            const to = body.token;

            const content_available = true;

            https.request(options, (response) => {
                const data = [];

                response.on('data',  (chunk) => data.push(chunk));
                response.on('end',   ()      => resolve(JSON.parse(Buffer.concat(data).toString())));
                response.on('error', (error) => reject(error));
            }).end(JSON.stringify({ notification, data, to, content_available }));
        });
    })).then((result) => {
        res.status(200).set('Content-Type', 'application/json').send(JSON.stringify(result));
    }).catch((error) => {
        res.status(500).set('Content-Type', 'application/json').send(JSON.stringify(error));
    });
});

処理の概要としては, プッシュ 通知を送信する, https://fcm.googleapis.com/fcm.googleapis.com に POST するための HTTP クライアントを実装して, そのレスポンスを Service Worker に渡すだけです.

'Authorization' : 'key=`Your Server Key`'

ここのキーの取得方法は,

  1.  Google Developers Console にアクセス
  2.  「認証情報」の Server key の キーをコピペ

1 つ注意点としては, プッシュ通知に送る任意の情報として, data キーのプレインオブジェクトがありがますが, これを notification のなかに含めてしまうと, Service Worker 側でアクセスできないので, notification とは別に Service Worker に渡す必要があります.

あとは, Service Worker のスクリプトを実装をすれば完成です

public/firebase-messagin-sw.js

'use strict';

self.addEventListener('install', (event) => {
    event.waitUntil(skipWaiting());
}, false);

self.addEventListener('activate', (event) => {
    event.waitUntil(self.clients.claim());
}, false);

self.addEventListener('push', (event) => {
    if (!event.data) {
        return;
    }

    const parsedData   = event.data.json();
    const notification = parsedData.notification;
    const title        = notification.title;
    const body         = notification.body;
    const icon         = notification.icon;
    const data         = parsedData.data;

    event.waitUntil(
        self.registration.showNotification(title, { body, icon, data })
    );
}, false);

self.addEventListener('notificationclick', (event) => {
    event.waitUntil(self.clients.openWindow(event.notification.data.url));
}, false);

Service Worker の処理は, web-push モジュールを利用した場合の実装と大差ありません. push イベントで取得するデータの構造が少々変更されているぐらいです.