前端性能優(yōu)化：圖片延遲加載詳解

2023-12-15

前端開發(fā)的時候，有些列表或比較長的頁面會存在有很多圖片需要加載。一次加載太多圖片，會占用很大的帶寬，影響網(wǎng)頁的加載速度。為提升用戶體驗，希望視覺窗口外的圖像不會加載，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器的壓力和流量，也能夠減小瀏覽器的負擔，降低卡頓現(xiàn)象發(fā)生。

網(wǎng)頁中如果存在許多圖片資源，瀏覽器會一次性下載所有的圖片資源，通常為自上而下依次加載。這樣會造成兩個問題：
流量浪費：還未出現(xiàn)在用戶視野中的圖片，不應當被加載；
網(wǎng)絡阻塞：通常情況下，瀏覽器加載網(wǎng)絡資源，最多只有6個并發(fā)資源下載；從而可能會導致阻塞JS代碼資源的下載，造成網(wǎng)站的功能加載異常；

網(wǎng)頁加載80%的響應時間都花在圖片、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)頁正常使用；
因此，我們需要一種方案，對于那些含有大量圖片的網(wǎng)頁，實現(xiàn)僅當圖片出現(xiàn)在用戶視口區(qū)域時，瀏覽器才去加載圖片資源，這種方案被稱為圖片延遲加載；

通過圖片延遲加載方案，我們能夠避免流量浪費。但網(wǎng)絡阻塞的問題，并不僅僅是通過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)絡資源請求。

HTTP/1.1中，我們可以使用CDN實現(xiàn)域名分片機制，但如果使用HTTP/2則不需要關心這個問題，它采用了多路復用技術，就是當收到一個優(yōu)先級高的請求時，比如接收到 JavaScript 或者 CSS 關鍵資源的請求，服務器可以暫停之前的請求來優(yōu)先處理關鍵資源的請求。

解決方案

圖片延遲加載是一個很重要的前端性能優(yōu)化手段，思路一般是預先加載一個尺寸很小的占位圖片，然后再通過js選擇性的修改src屬性去加載真正的圖片。目前實現(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標簽和img標簽；
eager默認值：當loading屬性的默認值為eager，即立即請求資源，即當你不設置loading='lazy'時，或者loading="無效值"時，均代表立即請求當前資源；
lazy：代表將延遲加載當前element，但如果頁面禁止了JavaScript的運行，則也不會生效，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。

使用代碼實現(xiàn)

IntersectionObserver API實現(xiàn)

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

? 簡單來說，IntersectionObserver API，可以自動"觀察"元素是否可見。由于可見（visible）的本質(zhì)是，目標元素與視口產(chǎn)生一個交叉區(qū)，所以這個 API 叫做交叉觀察器。

IntersectionObserver在懶加載、虛擬滾動、曝光統(tǒng)計、上拉刷新等場景中，均能提供高效的解決方案。因為傳統(tǒng)的觀察元素是否可見方案，都離不開Element.getBoundingClientRect等DOM方法，而這些方法均運行在瀏覽器主線程，一旦方案設計有缺陷，去頻繁的觸發(fā)調(diào)用，便會造成一定的性能問題。
兼容性說明

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)的實現(xiàn)方法

監(jiān)聽到scroll事件，調(diào)用目標元素的getBoundingClientRect()方法，得到它對應于視口左上角的坐標，再判斷是否在視口之內(nèi)。
再動態(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(); //初始化首頁的頁面圖片
      // window.addEventListener('scroll', loadImages, false); //會被高頻觸發(fā)，這非常影響瀏覽器的性能
      window.addEventListener('scroll', throttle(loadImages, 500, 1000), false); //設置500ms 的延遲，和 1000ms 的間隔　避免高頻防抖
    </script>
  </body>

針對這個方案，有可以用現(xiàn)成的庫。CoreNext則調(diào)用的這個庫vanilla-lazyload

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

用起來非常簡單

首先，給img標簽，src默認一個占位圖，data-src為真實圖片地址。

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

在JS里面，調(diào)用這個類，即可實現(xiàn)延遲加載。

let LazyLoad = new LazyLoad();

當然除了這個，針對頁面的一些元素，如果通過動態(tài)更改，則需要手動更新

LazyLoad.update();

除了這個庫，同類的也有一大把，根據(jù)需要調(diào)用即可。

方案對比

通過這三種方式可以看出圖片加載的實現(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：使用簡單但存在主流瀏覽器市場占用率問題，對要適配其它平臺面臨比較嚴峻的兼容性問

方案二：實施起來有效，并且使 intersectionObserver在計算方面能夠承擔繁重的工作。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快速滑動的操作中也會有卡頓現(xiàn)象，加上防抖時會有短暫視覺延遲。

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

開源項目	Star	推薦
vue-lazyload	7k	符合Vue開發(fā)習慣，常用功能比較全，支持響應式圖片。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

使用代碼實現(xiàn)

方案對比

推薦開源項目