前端性能優(yōu)化：圖片延遲加載詳解

2023-12-15

前端開發(fā)的時(shí)候，有些列表或比較長(zhǎng)的頁(yè)面會(huì)存在有很多圖片需要加載。一次加載太多圖片，會(huì)占用很大的帶寬，影響網(wǎng)頁(yè)的加載速度。為提升用戶體驗(yàn)，希望視覺窗口外的圖像不會(huì)加載，讓用戶瀏覽到什么地方，就加載該處的圖片。這樣能明顯減少了服務(wù)器的壓力和流量，也能夠減小瀏覽器的負(fù)擔(dān)，降低卡頓現(xiàn)象發(fā)生。

網(wǎng)頁(yè)中如果存在許多圖片資源，瀏覽器會(huì)一次性下載所有的圖片資源，通常為自上而下依次加載。這樣會(huì)造成兩個(gè)問(wèn)題：
流量浪費(fèi)：還未出現(xiàn)在用戶視野中的圖片，不應(yīng)當(dāng)被加載；
網(wǎng)絡(luò)阻塞：通常情況下，瀏覽器加載網(wǎng)絡(luò)資源，最多只有6個(gè)并發(fā)資源下載；從而可能會(huì)導(dǎo)致阻塞JS代碼資源的下載，造成網(wǎng)站的功能加載異常；

網(wǎng)頁(yè)加載80%的響應(yīng)時(shí)間都花在圖片、樣式、腳本等資源的下載上，而樣式以及腳本的加載極為重要，他影響到網(wǎng)頁(yè)正常使用；
因此，我們需要一種方案，對(duì)于那些含有大量圖片的網(wǎng)頁(yè)，實(shí)現(xiàn)僅當(dāng)圖片出現(xiàn)在用戶視口區(qū)域時(shí)，瀏覽器才去加載圖片資源，這種方案被稱為圖片延遲加載；

通過(guò)圖片延遲加載方案，我們能夠避免流量浪費(fèi)。但網(wǎng)絡(luò)阻塞的問(wèn)題，并不僅僅是通過(guò)圖片延遲加載方案解決的，圖片懶加載僅能在一定程度上避免大量網(wǎng)絡(luò)資源請(qǐng)求。

HTTP/1.1中，我們可以使用CDN實(shí)現(xiàn)域名分片機(jī)制，但如果使用HTTP/2則不需要關(guān)心這個(gè)問(wèn)題，它采用了多路復(fù)用技術(shù)，就是當(dāng)收到一個(gè)優(yōu)先級(jí)高的請(qǐng)求時(shí)，比如接收到 JavaScript 或者 CSS 關(guān)鍵資源的請(qǐng)求，服務(wù)器可以暫停之前的請(qǐng)求來(lái)優(yōu)先處理關(guān)鍵資源的請(qǐng)求。

解決方案

圖片延遲加載是一個(gè)很重要的前端性能優(yōu)化手段，思路一般是預(yù)先加載一個(gè)尺寸很小的占位圖片，然后再通過(guò)js選擇性的修改src屬性去加載真正的圖片。目前實(shí)現(xiàn)手段基本分為三種：
方案一：瀏覽器原生支持，element的loading="lazy"屬性；
?方案二：監(jiān)聽圖片元素是否可見(IntersectionObserver API)；
方案三：監(jiān)聽到scroll事件，計(jì)算圖片在視覺窗口位置

瀏覽器原生支持

<img src="./example.jpg" loading="lazy" alt="loading lazy">

loading屬性可用于iframe標(biāo)簽和img標(biāo)簽；
eager默認(rèn)值：當(dāng)loading屬性的默認(rèn)值為eager，即立即請(qǐng)求資源，即當(dāng)你不設(shè)置loading='lazy'時(shí)，或者loading="無(wú)效值"時(shí)，均代表立即請(qǐng)求當(dāng)前資源；
lazy：代表將延遲加載當(dāng)前element，但如果頁(yè)面禁止了JavaScript的運(yùn)行，則也不會(huì)生效，這是瀏覽器的一種反追蹤措施；

注意兼容性，谷歌內(nèi)核從77開始完全支持。也就是近幾年的事。

使用代碼實(shí)現(xiàn)

IntersectionObserver API實(shí)現(xiàn)

IntersectionObserver 接口提供了一種異步觀察目標(biāo)元素與其祖先元素或頂級(jí)文檔視口（viewport）交叉狀態(tài)的方法。其祖先元素或視口被稱為根（root）。

? 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，IntersectionObserver API，可以自動(dòng)"觀察"元素是否可見。由于可見（visible）的本質(zhì)是，目標(biāo)元素與視口產(chǎn)生一個(gè)交叉區(qū)，所以這個(gè) API 叫做交叉觀察器。

IntersectionObserver在懶加載、虛擬滾動(dòng)、曝光統(tǒng)計(jì)、上拉刷新等場(chǎng)景中，均能提供高效的解決方案。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的觀察元素是否可見方案，都離不開Element.getBoundingClientRect等DOM方法，而這些方法均運(yùn)行在瀏覽器主線程，一旦方案設(shè)計(jì)有缺陷，去頻繁的觸發(fā)調(diào)用，便會(huì)造成一定的性能問(wèn)題。
兼容性說(shuō)明

Chromium: Shipped in Chrome 51
Edge: Shipped in build 14986
Firefox: Shipped in Firefox 55
WebKit: Shipped in Safari 12.1 and iOS 12.2

<img data-src="image.jpg" alt="test image">
<script type="text/javascript">
  const config = {
    rootMargin: '0px 0px 50px 0px',
    threshold: 0
    };
　　 const preloadImage = (imagEl) => {
     if (imagEl.getAttribute('src') !== imagEl.getAttribute('data-src')) {
         imagEl.src = imagEl.getAttribute('data-src');
     }
    };  
  let observer = new intersectionObserver(function(entries, self) {
    entries.forEach(entry => {
      if(entry.isIntersecting) {
        // 將 data-src 改到 src
        preloadImage(entry.target);
        //　停止對(duì)它監(jiān)聽
        self.unobserve(entry.target);
      }
    });
  }, config);
  const imgs = document.querySelectorAll('[data-src]');
    imgs.forEach(img => {
    observer.observe(img);
    });
</script>

?傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法

監(jiān)聽到scroll事件，調(diào)用目標(biāo)元素的getBoundingClientRect()方法，得到它對(duì)應(yīng)于視口左上角的坐標(biāo)，再判斷是否在視口之內(nèi)。
再動(dòng)態(tài)修改src屬性加載圖片。

  <body>
    <style>
      img {
        display: block;
        margin-bottom: 50px;
        height: 200px;
      }

    </style>
    <img src="images/placeholder.jpg" data-src="images/1.png">
    <img src="images/placeholder.jpg" data-src="images/2.png">
    <img src="images/placeholder.jpg" data-src="images/3.png">
    <img src="images/placeholder.jpg" data-src="images/4.png">
    <img src="images/placeholder.jpg" data-src="images/5.png">
    <img src="images/placeholder.jpg" data-src="images/6.png">
    <img src="images/placeholder.jpg" data-src="images/7.png">
    <img src="images/placeholder.jpg" data-src="images/8.png">
    <img src="images/placeholder.jpg" data-src="images/9.png">
    <img src="images/placeholder.jpg" data-src="images/10.png">
    <img src="images/placeholder.jpg" data-src="images/11.png">
    <img src="images/placeholder.jpg" data-src="images/12.png">
    <script>
      function throttle(fn, delay, atleast) {
        var timeout = null;
        var startTime = new Date();
        return function () {
          var curTime = new Date();
          clearTimeout(timeout);
          if (curTime - startTime >= atleast) {
            fn();
            startTime = curTime;
          } else {
            timeout = setTimeout(fn, delay);
          }
        }
      }
      function lazyload() {
        var images = document.querySelectorAll('[data-src]');
        var len = images.length;
        var n = 0;      //存儲(chǔ)圖片加載到的位置，避免每次都從第一張圖片開始遍歷        
        return function () {
          var seeHeight = document.documentElement.clientHeight;
          var scrollTop = document.documentElement.scrollTop || document.body.scrollTop;
          for (var i = n; i < len; i++) {
            if (images[i].offsetTop < seeHeight + scrollTop) {
              if (images[i].getAttribute('src') !== images[i].getAttribute('data-src')) {
                images[i].src = images[i].getAttribute('data-src');
              }
              n = n + 1;
            }
          }
        }
      }
      var loadImages = lazyload();
      loadImages(); //初始化首頁(yè)的頁(yè)面圖片
      // window.addEventListener('scroll', loadImages, false); //會(huì)被高頻觸發(fā)，這非常影響瀏覽器的性能
      window.addEventListener('scroll', throttle(loadImages, 500, 1000), false); //設(shè)置500ms 的延遲，和 1000ms 的間隔　避免高頻防抖
    </script>
  </body>

針對(duì)這個(gè)方案，有可以用現(xiàn)成的庫(kù)。CoreNext則調(diào)用的這個(gè)庫(kù)vanilla-lazyload

https://github.com/verlok/vanilla-lazyload

用起來(lái)非常簡(jiǎn)單

首先，給img標(biāo)簽，src默認(rèn)一個(gè)占位圖，data-src為真實(shí)圖片地址。

<img alt="A lazy image" class="lazy" data-src="lazy.jpg" />

在JS里面，調(diào)用這個(gè)類，即可實(shí)現(xiàn)延遲加載。

let LazyLoad = new LazyLoad();

當(dāng)然除了這個(gè)，針對(duì)頁(yè)面的一些元素，如果通過(guò)動(dòng)態(tài)更改，則需要手動(dòng)更新

LazyLoad.update();

除了這個(gè)庫(kù)，同類的也有一大把，根據(jù)需要調(diào)用即可。

方案對(duì)比

通過(guò)這三種方式可以看出圖片加載的實(shí)現(xiàn)方案，但以上代碼還不能很好的投入到生產(chǎn)環(huán)境。原因如下：

方案一：使用簡(jiǎn)單但存在主流瀏覽器市場(chǎng)占用率問(wèn)題，對(duì)要適配其它平臺(tái)面臨比較嚴(yán)峻的兼容性問(wèn)

方案二：實(shí)施起來(lái)有效，并且使 intersectionObserver在計(jì)算方面能夠承擔(dān)繁重的工作。雖然大多數(shù)瀏覽器都支持IntersectionObserver API的最新版本，但并非所有瀏覽器都始終支持該API。幸運(yùn)的是，可以使用polyfill。

方案三：傳統(tǒng)方式。主流瀏覽器都支持，但在列表里如果不加防抖在列表頁(yè)快速滑動(dòng)的操作中也會(huì)有卡頓現(xiàn)象，加上防抖時(shí)會(huì)有短暫視覺延遲。

傳統(tǒng)方式遇到的問(wèn)題，庫(kù)里面都提供了解決方案，如果考慮自己寫，則需要注意一些問(wèn)題。

開源項(xiàng)目	Star	推薦
vue-lazyload	7k	符合Vue開發(fā)習(xí)慣，常用功能比較全，支持響應(yīng)式圖片。vue用戶首選。
lazysizes	17K	功能比較齊全，歷史悠久，星數(shù)較高，支持響應(yīng)式圖片。
vanilla-lazyload	7k	體積較小2.4 kB　功能全
react-lazyload	6K	符合react用戶群體

前端性能優(yōu)化：圖片延遲加載詳解

解決方案

瀏覽器原生支持

使用代碼實(shí)現(xiàn)

方案對(duì)比

推薦開源項(xiàng)目