Cómo enviar notificaciones push web desde aplicaciones de Django

El autor seleccionó a Open Internet/Free Speech Fund para recibir una donación como parte del programa Write for DOnations.

Introducción

La web evoluciona de manera constante y ahora puede lograr las funcionalidades que antes solo estaban disponibles en dispositivos móviles nativos. La introducción de los trabajos de servicio de JavaScript incorporó a la Web habilidades recién descubiertas para actividades como la sincronización en segundo plano, el almacenamiento en caché fuera de línea y el envío de notificaciones push.

Las notificaciones push permiten a los usuarios recibir actualizaciones para aplicaciones móviles y web. También permiten que estos vuelvan a usar aplicaciones existentes mediante contenido personalizado y pertinente.

A través de este tutorial, configurará una en Ubuntu 18.04 aplicación de Django que envíe notificaciones push cuando haya alguna actividad en la cual se requiera que el usuario ingrese a la aplicación. Para crear estas notificaciones, utilizará el paquete Django-Webpush, y configurará y registrará un trabajo de servicio para mostrar las notificaciones al cliente. La aplicación, en condiciones de funcionamiento y con las notificaciones, tendrá este aspecto:

Requisitos previos

Para completar esta guía, necesitará lo siguiente:

• Un servidor de Ubuntu 18.04 con un usuario no root y un firewall activo. Puede seguir las directrices de esta guía de configuración inicial para servidores para obtener más información sobre cómo crear un servidor de Ubuntu 18.04.
• pip y venv instalados conforme a estas directrices.
• Un proyecto de Django llamado djangopush creado en su directorio de inicio, configurado conforme a estas directrices para crear un proyecto de ejemplo de Django en Ubuntu 18.04. Asegúrese de añadir la dirección IP de su servidor a la directiva ALLOWED_HOSTS en su archivo settings.py.

Paso 1: Instalar Django-Webpush y generar claves de Vapid

Django-Webpush es un paquete que permite a los desarrolladores integrar y enviar notificaciones push web en aplicaciones de Django. Usaremos este paquete para activar y enviar las notificaciones desde nuestra aplicación. En este paso, instalará Django-Webpush y obtendrá las claves de Identificación voluntaria del servidor de aplicaciones (VAPID) necesarias para identificar su servidor y garantizar la singularidad de cada solicitud.

Asegúrese de posicionarse en el directorio del proyecto ~/djangopush que creó en los requisitos previos:

cd ~/djangopush

Active su entorno virtual:

source my_env/bin/activate

Actualice su versión de pip para garantizar que esté vigente:

pip install --upgrade pip

Instale Django-Webpush:

pip install django-webpush

Después de instalar el paquete, agréguelo a la lista de aplicaciones de su archivo settings.py. Primero abra settings.py:

nano ~/djangopush/djangopush/settings.py

Añada webpush a la lista de INSTALLED_APPS:

...

INSTALLED_APPS = [
    ...,
    'webpush',
]
...

Guarde el archivo y cierre el editor.

Ejecute migraciones en la aplicación para implementar los cambios que realizó en el esquema de su base de datos:

python manage.py migrate

El resultado tendrá el siguiente aspecto, lo cual indicará que la migración se realizó con éxito:

Output
Operations to perform:
  Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, sessions, webpush
Running migrations:
  Applying webpush.0001_initial... OK

El siguiente paso para configurar las notificaciones push web consiste en obtener claves de VAPID. Estas claves identifican el servidor de la aplicación y pueden utilizarse para reducir la confidencialidad de las URL de suscripciones push, ya que limitan las suscripciones a un servidor específico.

Para obtener claves de VAPID, diríjase a la aplicación web de wep-push-codelab. Aquí, recibirá claves generadas de forma automática. Copie las claves privadas y públicas.

A continuación, cree una nueva entrada en settings.py para su información de VAPID. Primero, abra el archivo:

nano ~/djangopush/djangopush/settings.py

A continuación, agregue una nueva directiva llamada WEBPUSH_SETTINGS con sus claves públicas y privadas de VAPID y su correo electrónico por debajo de AUTH_PASSWORD_VALIDATORS:

...

AUTH_PASSWORD_VALIDATORS = [
    ...
]

WEBPUSH_SETTINGS = {
   "VAPID_PUBLIC_KEY": "your_vapid_public_key",
   "VAPID_PRIVATE_KEY": "your_vapid_private_key",
   "VAPID_ADMIN_EMAIL": "admin@example.com"
}

# Internationalization
# https://docs.djangoproject.com/en/2.0/topics/i18n/

...

No olvide sustituir los valores del marcador de posición <^>your_vapid_public_key, your_vapid_public_keyyour_vapid_public_keyyadmin@example.com<^>` por su propia información. A través de su dirección de correo electrónico, se le notificará si el servidor push experimenta problemas.

A continuación, configuraremos las vistas que mostrarán la página de inicio de la aplicación y activarán notificaciones push para los usuarios suscritos.

Paso 2: Configurar vistas

En este paso, configuraremos una vista home básica con el objeto response HttpResponse para nuestra página de inicio, junto con una vista de send_push. Las vistas son funciones que muestran objetos response de solicitudes web. La vista de send_push usará la biblioteca de Django-Webpush para enviar notificaciones push que contienen los datos ingresados por un usuario en la página de inicio.

Diríjase a la carpeta ~/djangopush/djangopush:

cd ~/djangopush/djangopush

Ejecutar ls dentro de la carpeta le mostrará los archivos principales del proyecto:

Output
/__init__.py
/settings.py
/urls.py
/wsgi.py

Los archivos de esta carpeta se generan de forma automática a través de la utilidad django-admin que utilizó para crear su proyecto en los requisitos previos. El archivo settings.py contiene configuraciones de todo el proyecto, como las aplicaciones instaladas y la carpeta root estática. El archivo urls.py contiene las configuraciones de URL para el proyecto. Aquí es donde establecerá las rutas para que coincidan con las vistas que creó.

Cree un nuevo archivo dentro del directorio ~/djangopush/djangopush llamado views.py, que contendrá las vistas para su proyecto:

nano ~/djangopush/djangopush/views.py

La primera vista que haremos es home, que mostrará la página de inicio en la cual los usuarios pueden enviar notificaciones push. Añada el siguiente código al archivo:

from django.http.response import HttpResponse
from django.views.decorators.http import require_GET

@require_GET
def home(request):
    return HttpResponse('<h1>Home Page<h1>')

La vista home está representada por el decorador require_GET, que la limita a exclusivamente a solicitudes GET. Una vista suele mostrar una respuesta a cada solicitud que se le hace. Esta vista muestra una etiqueta HTML simple como respuesta.

La siguiente vista que crearemos es send_push, que se encargará de las notificaciones push enviadas usando el paquete django-webpush. Se limitará únicamente a solicitudes POST y quedará exento de la protección contra la_ falsificación de solicitud entre sitios cruzados_ (CSRF). Realizar esto le permitirá probar la vista usando Postman o cualquier otro servicio de RESTful. Sin embargo, para la producción debe quitar este decorador a fin de evitar que sus vistas sean vulnerables a CSRF.

Para crear la vista send_push, primero agregue las siguientes importaciones a fin de habilitar las respuestas de JSON y acceder a la función send_user_notification en la biblioteca webpush:

from django.http.response import JsonResponse, HttpResponse
from django.views.decorators.http import require_GET, require_POST
from django.shortcuts import get_object_or_404
from django.contrib.auth.models import User
from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt
from webpush import send_user_notification
import json

A continuación, agregue el decorador require_POST, que usará el cuerpo de la solicitud enviada por el usuario para crear y activar una notificación push.

@require_GET
def home(request):
    ...


@require_POST
@csrf_exempt
def send_push(request):
    try:
        body = request.body
        data = json.loads(body)

        if 'head' not in data or 'body' not in data or 'id' not in data:
            return JsonResponse(status=400, data={"message": "Invalid data format"})

        user_id = data['id']
        user = get_object_or_404(User, pk=user_id)
        payload = {'head': data['head'], 'body': data['body']}
        send_user_notification(user=user, payload=payload, ttl=1000)

        return JsonResponse(status=200, data={"message": "Web push successful"})
    except TypeError:
        return JsonResponse(status=500, data={"message": "An error occurred"})

Usaremos dos decoradores para la vista send_push: el decorador require_POST, que limita la vista únicamente a las solicitudes de POST, y el decorador de csrf_exempt, que exenta a la vista de la protección CSRF.

Esta vista espera datos de POST y realiza lo siguiente: obtiene el body de la solicitud y, usando el paquete de json, deserializa el documento JSON a un objeto de Python con json.loads. json.loads obtiene un documento JSON estructurado y lo convierte en un objeto de Python.

La vista espera que el objeto body de la solicitud tenga tres propiedades:

• head: el título de la notificación push.
• body: el cuerpo de la notificación.
• id: el id del usuario de la solicitud.

Si falta alguna de las propiedades necesarias, en la vista se mostrará una respuesta JSONResponse con un estado 404 “Not Found”. Si el usuario con la clave primaria dada existe, la vista mostrará el user con la clave primaria correspondiente usando la función get_objet_or_404 de la biblioteca django.shortcuts. Si el usuario no existe, la función mostrará un error 404.

La vista también utiliza la función send_user_notification de la biblioteca webpush. Esta función toma tres parámetros:

• User: el destinatario de la notificación push.
• payload: la información de la notificación, que incluye el head y el body de esta.
• ttl: el tiempo máximo en segundos durante el cual la notificación debe almacenarse si el usuario se encuentra fuera de línea.

Si no se producen errores, la vista muestra una respuesta JSONResponse con un estado 200 “Success” y un objeto de datos. Si se produce un KeyError, la vista mostrará un estado 500 de “Internal Server Error”. Un KeyError se produce cuando no existe la clave solicitada de un objeto.

En el siguiente paso, crearemos las rutas URL correspondientes para que coincidan con las vistas que creamos.

Paso 3: Asignar URL a vistas

Django permite crear URL que establezcan conexión con vistas mediante un módulo de Python llamado URLconf. Este módulo asigna expresiones de rutas de URL a funciones de Python (sus vistas). Normalmente, se genera de forma automática un archivo de configuración de URL cuando se crea un proyecto. Al completar este paso, actualizará este archivo a fin de incluir nuevas rutas para las vistas que creó en el paso anterior, junto con las URL para la aplicación django-webpush; esta proporcionará extremos para suscribir usuarios a notificaciones push.

Para obtener más información sobre vistas, consulte Cómo crear vistas de Django.

Abra urls.py:

nano ~/djangopush/djangopush/urls.py

El archivo tendrá este aspecto:

"""untitled URL Configuration

The `urlpatterns` list routes URLs to views. For more information please see:
    https://docs.djangoproject.com/en/2.1/topics/http/urls/
Examples:
Function views
    1. Add an import:  from my_app import views
    2. Add a URL to urlpatterns:  path('', views.home, name='home')
Class-based views
    1. Add an import:  from other_app.views import Home
    2. Add a URL to urlpatterns:  path('', Home.as_view(), name='home')
Including another URLconf
    1. Import the include() function: from django.urls import include, path
    2. Add a URL to urlpatterns:  path('blog/', include('blog.urls'))
"""
from django.contrib import admin
from django.urls import path

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls),
]

El siguiente paso es asignar a URL las vistas que creó. Primero, agregue la importación include a fin de garantizar que todas las rutas para la biblioteca de Django-Webpush se añadan a su proyecto:

"""webpushdjango URL Configuration
...
"""
from django.contrib import admin
from django.urls import path, include

A continuación, importe las vistas que creó en el último paso y actualice la lista de urlpatterns para asignar sus vistas:

"""webpushdjango URL Configuration
...
"""
from django.contrib import admin
from django.urls import path, include

from .views import home, send_push

urlpatterns = [
                  path('admin/', admin.site.urls),
                  path('', home),
                  path('send_push', send_push),
                  path('webpush/', include('webpush.urls')),
              ]

Aquí, la lista de urlpatterns registra las URL para el paquete django-webpush y asigna sus vistas a las URL /send_push y /home.

Realicemos una prueba de la vista de /home para asegurarnos de que funcione como se pretende. Asegúrese de estar posicionado en el directorio root del proyecto:

cd ~/djangopush

Inicie su servidor ejecutando el siguiente comando:

python manage.py runserver your_server_ip:8000

Diríjase a http://your_server_ip:8000. Debería ver la siguiente página de inicio:

En este punto, puede detener el servidor con CTRL+C. A continuación, procederemos a crear plantillas y a suministrarlas en nuestras vistas usando la función render.

Paso 4: Crear plantillas

El motor de plantillas de Django le permite definir las capas de su aplicación orientadas al usuario con plantillas similares a archivos HTML. En este paso, creará y representará una plantilla para la vista home.

Cree una carpeta llamada templates en el directorio root de su proyecto:

mkdir ~/djangopush/templates

Si ejecuta ls en la carpeta root de su proyecto en este punto, el resultado tendrá este aspecto:

Output
/djangopush
/templates
db.sqlite3
manage.py
/my_env

Cree un archivo llamado home.html en la carpeta templates:

nano ~/djangopush/templates/home.html

Añada el siguiente código al archivo para crear un formulario en el que los usuarios puedan introducir información y crear notificaciones push:

{% load static %}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge" />
    <meta name="vapid-key" content="{{ vapid_key }}" />
    {% if user.id %}
    <meta name="user_id" content="{{ user.id }}" />
    {% endif %}
    <title>Web Push</title>
    <link
      href="https://fonts.googleapis.com/css?family=PT+Sans:400,700"
      rel="stylesheet"
    />
  </head>

  <body>
    <div>
      <form id="send-push__form">
        <h3 class="header">Send a push notification</h3>
        <p class="error"></p>
        <input
          type="text"
          name="head"
          placeholder="Header: Your favorite airline 😍"
        />
        <textarea
          name="body"
          id=""
          cols="30"
          rows="10"
          placeholder="Body: Your flight has been cancelled 😱😱😱"
        ></textarea>
        <button>Send Me</button>
      </form>
    </div>
  </body>
</html>

El body del archivo incluye un formulario con dos campos: un elemento input contendrá el encabezado o título de la notificación y un elemento textarea contendrá el cuerpo de la notificación.

En la sección head del archivo, existen dos etiquetas meta que almacenarán la clave pública de VAPID y la identificación del usuario. Estas dos variables son necesarias para registrar un usuario y enviarle notificaciones push. Se requiere aquí la identificación del usuario, ya que enviará solicitudes AJAX al servidor y el id se usará para identificar el usuario. Si el usuario actual es un usuario registrado, la plantilla creará una etiqueta meta con su id como contenido.

El siguiente paso es indicar a Django dónde encontrar sus plantillas. Para realizar esto, editará settings.py y actualizará la lista TEMPLATES.

Abra el archivo settings.py:

nano ~/djangopush/djangopush/settings.py

Añada lo siguiente a la lista DIRS para especificar la ruta al directorio de plantillas:

...
TEMPLATES = [
    {
        'BACKEND': 'django.template.backends.django.DjangoTemplates',
        'DIRS': [os.path.join(BASE_DIR, 'templates')],
        'APP_DIRS': True,
        'OPTIONS': {
            'context_processors': [
                ...
            ],
        },
    },
]
...

A continuación, en su archivo views.py, actualice la vista de home para representar la plantilla de home.html. Abra el archivo:

nano ~/djangpush/djangopush/views.py

Primero agregue algunas importaciones, incluida la configuración de settings, que contiene todas las configuraciones del proyecto del archivo settings.py, y la función render de django.shortcuts:

...
from django.shortcuts import render, get_object_or_404
...
import json
from django.conf import settings

...

A continuación, elimine el código inicial que agregó a la vista de home y agregue lo siguiente, lo cual especifica cómo se representará la plantilla que acaba de crear:

...

@require_GET
def home(request):
   webpush_settings = getattr(settings, 'WEBPUSH_SETTINGS', {})
   vapid_key = webpush_settings.get('VAPID_PUBLIC_KEY')
   user = request.user
   return render(request, 'home.html', {user: user, 'vapid_key': vapid_key})

El código asigna las siguientes variables:

• webpush_settings: se asigna el valor del atributo de WEBPUSH_SETTINGS desde la configuración de settings.
• vapid_key: obtiene el valor de VAPID_PUBLIC_KEY del objeto webpush_settings para enviarlo al cliente. Esta clave pública se verifica con la clave privada a fin de de garantizar que el cliente que dispone de la clave pública tenga permiso para recibir mensajes push del servidor.
• user: esta variable proviene de la solicitud entrante. Cuando un usuario realiza una solicitud al servidor, los detalles para ese usuario se almacenan en el campo user.

La función render proporcionará un archivo HTML y un objeto de contexto que contiene el usuario actual y la clave pública de vapid del servidor. Aquí se utilizan tres parámetros: la request, la template que se representará y el objeto que contiene las variables que se utilizarán en la plantilla.

Una vez que creemos nuestra plantilla y actualicemos la vista de home, podremos configurar Django para proporcionar nuestros archivos estáticos.

Paso 5: Proporcionar archivos estáticos

Las aplicaciones web incluyen CSS, JavaScript y otros archivos de imagen que en Django se denominan “archivos estáticos”. Django le permite recopilar todos los archivos estáticos de cada aplicación en su proyecto en una sola ubicación desde la que se proporcionan. Esta solución se llama django.contrib.staticfiles. En este paso, actualizaremos nuestra configuración para indicar a Django dónde almacenar nuestros archivos estáticos.

Abra settings.py:

nano ~/djangopush/djangopush/settings.py

En settings.py, primero asegúrese de que se haya definido STATIC_URL:

...
STATIC_URL = '/static/'

A continuación, agregue una lista de directorios llamada STATICFILES_DIRS donde Django buscará archivos estáticos:

...
STATIC_URL = '/static/'
STATICFILES_DIRS = [
    os.path.join(BASE_DIR, "static"),
]

Ahora podrá añadir STATIC_URL a la lista de las rutas definidas en su archivo urls.py.

Abra el archivo:

nano ~/djangopush/djangopush/urls.py

Añada el siguiente código, que importará la configuración de la url static y actualizará la lista de urlpatterns. La función auxiliar aquí utiliza las propiedades de STATIC_URL y STATIC_ROOT que aportamos en el archivo settings.py para proporcionar los archivos estáticos del proyecto:

...
from django.conf import settings
from django.conf.urls.static import static

urlpatterns = [
    ...
]  + static(settings.STATIC_URL, document_root=settings.STATIC_ROOT)

Una vez configurados los ajustes de nuestros archivos estáticos, podremos aplicar retoques de estilo a la página de inicio de la aplicación.

Paso 6: Aplicar retoques de estilo a la página de inicio

Después de configurar su aplicación para presentar los archivos estáticos, puede crear una hoja de estilo externa y enlazarla al archivo home.html para aplicar ajustes de estilo a la página de inicio. Todos sus archivos estáticos se almacenarán en un directorio static de la carpeta root de su proyecto.

Cree una carpeta static y una carpeta css dentro de la carpeta static:

mkdir -p ~/djangopush/static/css

Abra un archivo css llamado styles.css dentro de la carpeta css:

nano ~/djangopush/static/css/styles.css

Añada los siguientes estilos para la página de inicio:

[label ~/djangopush/static/css/styles.css] body {
  height: 100%;
  background: rgba(0, 0, 0, 0.87);
  font-family: 'PT Sans', sans-serif;
}

div {
  height: 100%;
  display: flex;
  align-items: center;
  justify-content: center;
}

form {
  display: flex;
  flex-direction: column;
  align-items: center;
  justify-content: center;
  width: 35%;
  margin: 10% auto;
}

form > h3 {
  font-size: 17px;
  font-weight: bold;
  margin: 15px 0;
  color: orangered;
  text-transform: uppercase;
}

form > .error {
  margin: 0;
  font-size: 15px;
  font-weight: normal;
  color: orange;
  opacity: 0.7;
}

form > input,
form > textarea {
  border: 3px solid orangered;
  box-shadow: unset;
  padding: 13px 12px;
  margin: 12px auto;
  width: 80%;
  font-size: 13px;
  font-weight: 500;
}

form > input:focus,
form > textarea:focus {
  border: 3px solid orangered;
  box-shadow: 0 2px 3px 0 rgba(0, 0, 0, 0.2);
  outline: unset;
}

form > button {
  justify-self: center;
  padding: 12px 25px;
  border-radius: 0;
  text-transform: uppercase;
  font-weight: 600;
  background: orangered;
  color: white;
  border: none;
  font-size: 14px;
  letter-spacing: -0.1px;
  cursor: pointer;
}

form > button:disabled {
  background: dimgrey;
  cursor: not-allowed;
}

Una vez creada la hoja de estilo, podrá enlazarla al archivo home.html usando etiquetas de plantillas estáticas. Abra el archivo home.html:

nano ~/djangopush/templates/home.html

Actualice la sección head para incluir un enlace a la hoja de estilo externa:

[label ~/djangopush/templates/home.html] {% load static %}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    ... <^>
    <link href="{% static '/css/styles.css' %}" rel="stylesheet" />
    <^>
  </head>
  <body>
    ...
  </body>
</html>

Asegúrese de posicionarse en el directorio principal de su proyecto y vuelva a iniciar su servidor para inspeccionar su trabajo:

cd ~/djangopush
python manage.py runserver your_server_ip:8000

Cuando visite http://your_server_ip:8000, deberá tener el siguiente aspecto:

Una vez más, podrá detener el servidor con CTRL+C.

Ahora que creó la página home.html y le aplicó ajustes de estilo con éxito, puede suscribir usuarios para recibir notificaciones push cuando visiten la página de inicio.

Paso 7: Registrar un trabajo de servicio y suscribir usuarios para recibir notificaciones push

Las notificaciones push web pueden dar aviso a los usuarios cuando existen actualizaciones de las aplicaciones a las que están suscritos o solicitarles que se vuelvan a conectar con las aplicaciones que han utilizaron en el pasado. Se basan en dos tecnologías: la API push y la API de notificaciones. Ambas tecnologías dependen de la presencia de un trabajo de servicio.

Una notificación push se invoca cuando el servidor proporciona información al trabajo de servicio y este último utiliza la API de notificaciones para mostrar esta información.

Suscribiremos a nuestros usuarios a las notificaciones push y luego enviaremos la información de la suscripción al servidor para registrarlos.

En el directorio static, cree una carpeta llamada js:

mkdir ~/djangopush/static/js

Cree un archivo llamado registerSw.js:

nano ~/djangopush/static/js/registerSw.js

Añada el siguiente código, que comprueba si los trabajados de servicio son compatibles con el navegador del usuario antes de intentar registrar un trabajo de servicio:

const registerSw = async () => {
    if ('serviceWorker' in navigator) {
        const reg = await navigator.serviceWorker.register('sw.js');
        initialiseState(reg)

    } else {
        showNotAllowed("You can't send push notifications ☹️😢")
    }
};

Primero, la función registerSw comprueba si el navegador es compatible con los trabajados de servicio antes de registrarlos. Después del registro, llama a la función initializeState con los datos de registro. Si los trabajados de servicio no son compatibles con el navegador, llama a la función showNotAllowed.

A continuación, agregue el siguiente código debajo de la función registerSw a fin de comprobar si un usuario reúne las condiciones para recibir notificaciones push antes de intentar suscribirlos:

...

const initialiseState = (reg) => {
    if (!reg.showNotification) {
        showNotAllowed('Showing notifications isn\'t supported ☹️😢');
        return
    }
    if (Notification.permission === 'denied') {
        showNotAllowed('You prevented us from showing notifications ☹️🤔');
        return
    }
    if (!'PushManager' in window) {
        showNotAllowed("Push isn't allowed in your browser 🤔");
        return
    }
    subscribe(reg);
}

const showNotAllowed = (message) => {
    const button = document.querySelector('form>button');
    button.innerHTML = `${message}`;
    button.setAttribute('disabled', 'true');
};

La función initializeState comprueba lo siguiente:

• Si el usuario habilitó o no las notificaciones, usando el valor de reg.showNotification.
• Si el usuario concedió permiso o no a la aplicación para mostrar notificaciones.
• Si el navegador es compatible o no con la API PushManager. Si alguna de estas comprobaciones falla, se llama a la función showNotAllowed y se cancela la suscripción.

La función showNotAllowed muestra un mensaje en el botón y lo deshabilita si un usuario no reúne las condiciones para recibir notificaciones. También muestra mensajes correspondientes si un usuario restringió la aplicación para no mostrar notificaciones o si el navegador no admite notificaciones push.

Una vez que nos aseguremos de que el usuario reúna las condiciones para recibir notificaciones push, el siguiente paso es suscribirlo usando pushManager. Añada el siguiente código debajo de la función showNotAllowed:

...

function urlB64ToUint8Array(base64String) {
    const padding = '='.repeat((4 - base64String.length % 4) % 4);
    const base64 = (base64String + padding)
        .replace(/\-/g, '+')
        .replace(/_/g, '/');

    const rawData = window.atob(base64);
    const outputArray = new Uint8Array(rawData.length);
    const outputData = outputArray.map((output, index) => rawData.charCodeAt(index));

    return outputData;
}

const subscribe = async (reg) => {
    const subscription = await reg.pushManager.getSubscription();
    if (subscription) {
        sendSubData(subscription);
        return;
    }

    const vapidMeta = document.querySelector('meta[name="vapid-key"]');
    const key = vapidMeta.content;
    const options = {
        userVisibleOnly: true,
        // if key exists, create applicationServerKey property
        ...(key && {applicationServerKey: urlB64ToUint8Array(key)})
    };

    const sub = await reg.pushManager.subscribe(options);
    sendSubData(sub)
};

Al llamar a la función pushManager.getSubscription, se muestran los datos de una suscripción activa. Cuando existe una suscripción activa, se llama a la función sendSubData con la información de suscripción transmitida como un parámetro.

Cuando no existe una suscripción activa, la clave pública de VAPID, la cual cuenta con codificación segura de URL Base64, se convierte a un Uint8Array mediante la función urlB64ToUint8Array. Luego se a llama pushManager.subscribe con la clave pública de VAPID y el valor de userVisible como opciones. Puede obtener más información sobre las opciones disponibles aquí.

Después de suscribir con éxito a un usuario, el siguiente paso es enviar los datos de la suscripción al servidor. Los datos se enviarán al extremo webpush/save_information proporcionado por el paquete de django-webpush. Añada el siguiente código debajo de la función subscribe:

...

const sendSubData = async (subscription) => {
    const browser = navigator.userAgent.match(/(firefox|msie|chrome|safari|trident)/ig)[0].toLowerCase();
    const data = {
        status_type: 'subscribe',
        subscription: subscription.toJSON(),
        browser: browser,
    };

    const res = await fetch('/webpush/save_information', {
        method: 'POST',
        body: JSON.stringify(data),
        headers: {
            'content-type': 'application/json'
        },
        credentials: "include"
    });

    handleResponse(res);
};

const handleResponse = (res) => {
    console.log(res.status);
};

registerSw();

El extremo save_information requiere información sobre el estado de la suscripción (subscribe y unsubscribe), los datos de suscripción y el navegador. Por último, llamaremos a la función registerSw() para iniciar el proceso de suscripción del usuario.

El archivo completo tiene el siguiente aspecto:

const registerSw = async () => {
    if ('serviceWorker' in navigator) {
        const reg = await navigator.serviceWorker.register('sw.js');
        initialiseState(reg)

    } else {
        showNotAllowed("You can't send push notifications ☹️😢")
    }
};

const initialiseState = (reg) => {
    if (!reg.showNotification) {
        showNotAllowed('Showing notifications isn\'t supported ☹️😢');
        return
    }
    if (Notification.permission === 'denied') {
        showNotAllowed('You prevented us from showing notifications ☹️🤔');
        return
    }
    if (!'PushManager' in window) {
        showNotAllowed("Push isn't allowed in your browser 🤔");
        return
    }
    subscribe(reg);
}

const showNotAllowed = (message) => {
    const button = document.querySelector('form>button');
    button.innerHTML = `${message}`;
    button.setAttribute('disabled', 'true');
};

function urlB64ToUint8Array(base64String) {
    const padding = '='.repeat((4 - base64String.length % 4) % 4);
    const base64 = (base64String + padding)
        .replace(/\-/g, '+')
        .replace(/_/g, '/');

    const rawData = window.atob(base64);
    const outputArray = new Uint8Array(rawData.length);
    const outputData = outputArray.map((output, index) => rawData.charCodeAt(index));

    return outputData;
}

const subscribe = async (reg) => {
    const subscription = await reg.pushManager.getSubscription();
    if (subscription) {
        sendSubData(subscription);
        return;
    }

    const vapidMeta = document.querySelector('meta[name="vapid-key"]');
    const key = vapidMeta.content;
    const options = {
        userVisibleOnly: true,
        // if key exists, create applicationServerKey property
        ...(key && {applicationServerKey: urlB64ToUint8Array(key)})
    };

    const sub = await reg.pushManager.subscribe(options);
    sendSubData(sub)
};

const sendSubData = async (subscription) => {
    const browser = navigator.userAgent.match(/(firefox|msie|chrome|safari|trident)/ig)[0].toLowerCase();
    const data = {
        status_type: 'subscribe',
        subscription: subscription.toJSON(),
        browser: browser,
    };

    const res = await fetch('/webpush/save_information', {
        method: 'POST',
        body: JSON.stringify(data),
        headers: {
            'content-type': 'application/json'
        },
        credentials: "include"
    });

    handleResponse(res);
};

const handleResponse = (res) => {
    console.log(res.status);
};

registerSw();

A continuación, agregue una etiqueta script para el archivo registerSw.js en home.html. Abra el archivo:

nano ~/djangopush/templates/home.html

Añada la etiqueta script antes de la etiqueta de cierre del elemento body:

[label ~/djangopush/templates/home.html] {% load static %}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    ...
  </head>
  <body>
    ... <^>
    <script src="{% static '/js/registerSw.js' %}"></script>
    <^>
  </body>
</html>

Debido a que aún no existe un trabajo de servicio, si dejó su aplicación en ejecución o intentó iniciarla obtendrá un mensaje de error. Corregiremos esto creando un trabajo de servicio.

Paso 8: Crear un trabajo de servicio

Para mostrar una notificación push, necesitará un trabajo de servicio activo instalado en la página de inicio de su aplicación. Crearemos un trabajo de servicio que escuche eventos push y muestre los mensajes cuando esté listo.

Debido a que queremos que el alcance del trabajador de servicio comprenda el dominio completo, debemos instalarlo en el directorio root de la aplicación. Puede obtener más información más sobre el proceso en este artículo acerca de cómo registrar un trabajo de servicio. Nuestro enfoque consistirá en crear un archivo sw.js en la carpeta templates, que luego registraremos como una vista.

Cree el archivo:

nano ~/djangopush/templates/sw.js

Añada el siguiente código, que indica al trabajador de servicio que debe escuchar eventos push:

// Register event listener for the 'push' event.
self.addEventListener('push', function (event) {
    // Retrieve the textual payload from event.data (a PushMessageData object).
    // Other formats are supported (ArrayBuffer, Blob, JSON), check out the documentation
    // on https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/PushMessageData.
    const eventInfo = event.data.text();
    const data = JSON.parse(eventInfo);
    const head = data.head || 'New Notification 🕺🕺';
    const body = data.body || 'This is default content. Your notification didn\'t have one 🙄🙄';

    // Keep the service worker alive until the notification is created.
    event.waitUntil(
        self.registration.showNotification(head, {
            body: body,
            icon: 'https://i.imgur.com/MZM3K5w.png'
        })
    );
});

El trabajo de servicio aguarda un evento push. En la función de devolución de llamada, los datos de event se convierten a texto. Utilizamos las cadenas title y body predeterminadas si no se encuentran en los datos de event. La función showNotification toma el título de la notificación, el encabezado de la notificación que se mostrará y un objeto options como parámetros. El objeto de options contiene varias propiedades para configurar las opciones visuales de una notificación.

Para que su trabajo de servicio funcione en la totalidad de su dominio, deberá instalarlo en el directorio root de la aplicación. Usaremos TemplateView para permitir que el trabajo de servicio tenga acceso a todo el dominio.

Abra el archivo urls.py:

nano ~/djangopush/djangopush/urls.py

Añada una nueva instrucción de import y una ruta en la lista de urlpatterns para crear una vista basada en clases:

...
from django.views.generic import TemplateView

urlpatterns = [
                  ...,
                  path('sw.js', TemplateView.as_view(template_name='sw.js', content_type='application/x-javascript'))
              ] + static(settings.STATIC_URL, document_root=settings.STATIC_ROOT)

Las vistas basadas en clases como TemplateView permiten crear vistas flexibles y reutilizables. En este caso, el método TemplateView.as_view crea una ruta para el trabajo de servicio al pasar el trabajo de servicio recién creado como una plantilla y application/x-javascript como el content_type de la plantilla.

Con esto, habrá creado un trabajo de servicio y lo habrá registrado como una ruta. A continuación, configurará el formulario de la página de inicio para enviar notificaciones push.

Paso 9: Instalar notificaciones push

Con el formulario de la página de inicio, los usuarios deben poder enviar notificaciones push mientras su servidor está en ejecución. También puede enviar notificaciones push usando cualquier servicio de RESTful como Postman. Cuando el usuario envíe las notificaciones push desde el formulario en la página de inicio, los datos incluirán un head y un body, así como el id del usuario receptor. Los datos deben estructurarse de la siguiente manera:

{
    head: "Title of the notification",
    body: "Notification body",
    id: "User's id"
}

Para escuchar el evento submit del formulario y enviar los datos ingresados por el usuario al servidor, crearemos un archivo llamado site.js en el directorio ~/djangopush/static/js.

Abra el archivo:

nano ~/djangopush/static/js/site.js

Primero, agregue una escucha de eventos submit al formulario que le permitirá obtener los valores de las entradas del formulario y el id del usuario almacenado en la etiqueta meta de su plantilla:

const pushForm = document.getElementById('send-push__form');
const errorMsg = document.querySelector('.error');

pushForm.addEventListener('submit', async function (e) {
    e.preventDefault();
    const input = this[0];
    const textarea = this[1];
    const button = this[2];
    errorMsg.innerText = '';

    const head = input.value;
    const body = textarea.value;
    const meta = document.querySelector('meta[name="user_id"]');
    const id = meta ? meta.content : null;
    ...
    // TODO: make an AJAX request to send notification
});

La función pushForm obtiene input, textarea y button dentro del formulario. También obtiene la información de la etiqueta meta, incluido el atributo de nombre user_id y el id de usuario almacenado en el atributo content de la etiqueta. Con esta información, puede enviar una solicitud POST al extremo de /send_push en el servidor.

Para enviar las solicitudes al servidor, usaremos la API nativa Fetch. Usaremos Fetch aquí, ya que es compatible con la mayoría de los navegadores y no necesita bibliotecas externas para funcionar. Debajo del código que agregó, actualice la función pushForm para incluir el código que sirve para enviar solicitudes de AJAX:

const pushForm = document.getElementById('send-push__form');
const errorMsg = document.querySelector('.error');

pushForm.addEventListener('submit', async function (e) {
     ...
    const id = meta ? meta.content : null;

     if (head && body && id) {
        button.innerText = 'Sending...';
        button.disabled = true;

        const res = await fetch('/send_push', {
            method: 'POST',
            body: JSON.stringify({head, body, id}),
            headers: {
                'content-type': 'application/json'
            }
        });
        if (res.status === 200) {
            button.innerText = 'Send another 😃!';
            button.disabled = false;
            input.value = '';
            textarea.value = '';
        } else {
            errorMsg.innerText = res.message;
            button.innerText = 'Something broke 😢..  Try again?';
            button.disabled = false;
        }
    }
    else {
        let error;
        if (!head || !body){
            error = 'Please ensure you complete the form 🙏🏾'
        }
        else if (!id){
            error = "Are you sure you're logged in? 🤔. Make sure! 👍🏼"
        }
        errorMsg.innerText = error;
    }
});

Si están presentes los tres parámetros necesarios head, body e id, se envía la solicitud y se deshabilita temporalmente el botón de enviar.

El archivo completo tiene el siguiente aspecto:

const pushForm = document.getElementById('send-push__form');
const errorMsg = document.querySelector('.error');

pushForm.addEventListener('submit', async function (e) {
    e.preventDefault();
    const input = this[0];
    const textarea = this[1];
    const button = this[2];
    errorMsg.innerText = '';

    const head = input.value;
    const body = textarea.value;
    const meta = document.querySelector('meta[name="user_id"]');
    const id = meta ? meta.content : null;

    if (head && body && id) {
        button.innerText = 'Sending...';
        button.disabled = true;

        const res = await fetch('/send_push', {
            method: 'POST',
            body: JSON.stringify({head, body, id}),
            headers: {
                'content-type': 'application/json'
            }
        });
        if (res.status === 200) {
            button.innerText = 'Send another 😃!';
            button.disabled = false;
            input.value = '';
            textarea.value = '';
        } else {
            errorMsg.innerText = res.message;
            button.innerText = 'Something broke 😢..  Try again?';
            button.disabled = false;
        }
    }
    else {
        let error;
        if (!head || !body){
            error = 'Please ensure you complete the form 🙏🏾'
        }
        else if (!id){
            error = "Are you sure you're logged in? 🤔. Make sure! 👍🏼"
        }
        errorMsg.innerText = error;
    }
});

Por último, agregue el archivo site.js a home.html:

nano ~/djangopush/templates/home.html

Añada la etiqueta script:

[label ~/djangopush/templates/home.html] {% load static %}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    ...
  </head>
  <body>
    ... <^>
    <script src="{% static '/js/site.js' %}"></script>
    <^>
  </body>
</html>

En este punto, si dejó su aplicación en ejecución o intentó iniciarla, verá un error, ya que los trabajos de servicio solo pueden funcionar en dominios seguros o en localhost. En el siguiente paso, usaremos ngrok para crear un túnel seguro hacia nuestro servidor web.

Paso 10: Crear un túnel seguro para probar la aplicación

Los trabajadores de servicio requieren conexiones seguras para funcionar en cualquier sitio, a excepción de localhost, ya que pueden permitir la infiltración maliciosa en las conexiones y la filtración y generación de respuestas. Por este motivo, crearemos un túnel seguro para nuestro servidor con ngrok.

Abra una segunda ventana de terminal y asegúrese de estar en su directorio de inicio:

cd ~

Si comenzó con un servidor 18.04 limpio en los requisitos previos, entonces tendrá que instalar unzip:

sudo apt update && sudo apt install unzip

Descargue ngrok:

wget https://bin.equinox.io/c/4VmDzA7iaHb/ngrok-stable-linux-amd64.zip
unzip ngrok-stable-linux-amd64.zip

Mueva ngrok a /usr/local/bin, para tener acceso al comando ngrok desde el terminal:

sudo mv ngrok /usr/local/bin

En la primera ventana de su terminal, asegúrese de estar posicionado en el directorio de su proyecto e inicie su servidor:

cd ~/djangopush
python manage.py runserver your_server_ip:8000

Deberá hacerlo antes de crear un túnel seguro para su aplicación.

En la segunda ventana de su terminal, diríjase a la carpeta de su proyecto y active su entorno virtual:

cd ~/djangopush
source my_env/bin/activate

Cree el túnel seguro a su aplicación:

ngrok http your_server_ip:8000

Visualizará el siguiente resultado, que incluye información sobre su URL de ngrok segura:

Output
ngrok by @inconshreveable                                                                                                                       (Ctrl+C to quit)

Session Status                online
Session Expires               7 hours, 59 minutes
Version                       2.2.8
Region                        United States (us)
Web Interface                 http://127.0.0.1:4040
Forwarding                    http://ngrok_secure_url -> 203.0.113.0:8000
Forwarding                    https://ngrok_secure_url -> 203.0.113.0:8000

Connections                   ttl     opn     rt1     rt5     p50     p90
                              0       0       0.00    0.00    0.00    0.00

Copie ngrok_secure_url del resultado de la consola. Necesitará añadirlo a la lista de ALLOWED_HOSTS en su archivo settings.py.

Abra otra ventana de terminal, diríjase a la carpeta de su proyecto y active su entorno virtual:

cd ~/djangopush
source my_env/bin/activate

Abra el archivo settings.py:

nano ~/djangopush/djangopush/settings.py

Actualice la lista de ALLOWED_HOSTS con el túnel seguro de ngrok:

...

ALLOWED_HOSTS = ['your_server_ip', 'ngrok_secure_url']
...

Diríjase a la página de administración segura para iniciar sesión: https://ngrok_secure_url/admin/. Verá una pantalla similar a esta:

Introduzca la información de su usuario administrador de Django en esta pantalla. Esta deberá ser la misma información que ingresó cuando inició sesión en la interfaz de administrador en los pasos de los requisitos previos. Con esto, estará listo para enviar notificaciones push.

Visite https://ngrok_secure_url en su navegador. Visualizará un mensaje en el que se solicitará permiso para mostrar notificaciones. Haga clic en el botón Allow para permitir que su navegador muestre notificaciones push:

Con el envío de un formulario completo se mostrará una notificación similar a la siguiente:

Si recibió notificaciones, significa que su aplicación funciona según lo previsto.

Pudo crear una aplicación web que activa notificaciones push en el servidor y, con la ayuda de los trabajados de servicio, recibe y muestra notificaciones. También completó los pasos para obtener las claves de VAPID que se necesitan para enviar notificaciones push desde un servidor de aplicaciones.

Conclusión

A través de este tutorial, aprendió a suscribir usuarios a notificaciones push,instalar trabajados de servicio y mostrar notificaciones push mediante la API de notificaciones.

Puede dar un paso más configurando las notificaciones para que abran áreas específicas de su aplicación cuando se haga clic en ellas. Puede encontrar el código fuente para este tutorial aquí.