图片加载相关技术

目前，出于性能与灵活性方面的考虑，我们都将一些小图片替换成矢量图或者字体。除了这些能被替换的小图之外，还有一些不得不使用位图的场景，如照片、背景等。对于这些位图，我们需要考虑它们在加载过程中的不同状态，而制定不同的表现方案。

图片加载过程中的状态，大致包括：

何时决定加载图片
加载中
加载结束，失败的处理

本文将对比加载过程中的各个状态表现的不同实现方案，并对方案的简易程度、兼容性、可扩展性进行分析。

决定加载图片的时机

一般情况，页面加载时图片资源作为单独的请求向服务器获取。有时，由于图片的数量与大小的影响，这导致页面加载缓慢，而且加载了许多用户未触发的图片，也白白浪费了流量；有时，又需要保证用户浏览网页的流畅性，不得不预先加载好图片，等用户触发显示图片。

可见，正确的图片加载时机对提高用户体验有很大的帮助。本小节将讨论与图片加载时机相关的技术：预加载与懒加载。

预加载

预加载技术就是在用户触发图片显示之前，先将图片加载到本地。当用户触发图片显示的事件时，浏览器能够及时渲染出图片，保证了用户浏览网页的流畅性。那么，如何实现预加载呢？本文将介绍三种实现预加载的技术。

利用CSS实现预加载

该方法只需将欲加载的图片url写入某个隐藏元素的background属性中，让这张图片和CSS文件同时加载。当用户触发显示图片的事件时，再将图片插入到目标位置。

如下代码所示，这里用到CSS3的background多图片特性，只需一个隐藏元素即可预加载所有图片。

.nothing-1 {
    display: none;
    background: url('1.jpg'), url('2.jpg'), url('3.jpg'); 
}

（关于background多图片特性的兼容性：http://caniuse.com/#search=cs... ）

该方法的缺点在于无法控制预加载的时机，只能是页面加载时一起加载图片，如果图片过多，会阻塞页面的load事件，延长页面加载时间。

只利用JavaScript实现预加载

第二种实现预加载的技术，是直接使用JavaScript新建Image对象，对其src属性赋值。

如下代码所示：

var image = new Image();
image.src = '...img url';
image.onload = function() { ... }
image.onerror = function () { ... }

还可以利用Image对象的load事件和error事件，完成图片预加载和失败之后的处理，如所有图片加载完成后的提示等。

利用Ajax实现预加载

最后这种方法则是直接发送ajax请求，获取图片资源。同样，可将ajax请求成功与失败的回调，作为图片预加载成功与失败的处理。

如下代码所示（仅针对webkit浏览器）：

var xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.onreadystatechange = function() {
  if (xhr.readyState == 4) { 
    if ((xhr.status >= 200 && xhr.status < 300) || xhr.status == 304) {
      ...
    }
  }
}
xhr.open("GET", '...img url');
xhr.send('');

Ajax请求方法无需多余的Image对象，而且获取的资源也不仅局限于图片。

懒加载

懒加载的核心思想是根据用户需要加载图片资源，并非在渲染页面时就获取所有图片。如此，不仅可以减轻服务器的压力节省用户流量，还可以提高页面加载速度。

实现思路

首先，将页面中所有图片url写进img的'data-src'属性，并将默认的loading图片写入src，作为加载中的图片样式。

其次，是确定判断图片加载的时机，即当图片进入浏览器的可视区域中时。那么问题来了，如何判断某个元素进入可视区域呢？

以垂直方向为例，判断元素是否进入可视区，首先我们需要知道：

可视区域的高度：window.innerHeight（IE9以前不可用）|| document.documentElement.clientHeight (IE标准模式)；
元素相对于可视区域顶端位置：element.getBoundingClientRect().top；
元素相对于可视区域底端位置：element.getBoundingClientRect().bottom；

判断是否进入可视区，即判断元素的顶部相对于可视区域顶端位置是否大于0，且又小于可视区域高度；或者，元素的底部相对于可视区域底端位置是否大于0，且又小于可视区域高度。

上图中列出了元素进入可视区的所有情形，从上到下来看，第一个元素的top与bottom的值都小于0，不在可视区内；第二个元素的top小于0，而bottom却在0到clientHeight之间，已在可视区内，需要加载；第三个元素的top与bottom都满足条件，在可视区中；剩下的两个元素与头两元素情况一致。

等到元素进入可视区域，就将img元素的'data-src'属性赋值给'src'属性，并标记该img元素正在加载，不再做此处理。

以上过程伪代码如下：

function check() {
  imgs.forEach(function(img, index) {
    if (loadedList.indexOf(index) >= 0) {
      return;
    }
    if (!isInClient(container)) {
      return;
    }
    loadedList.push(index);
    loadImage(img);
  })
}

最后，将判断图片进入可视区域后加载的check函数，写入window的scroll和resize事件即可。

优化思路

有时用户若只想查看排序较后的图片，会快速滚动滚动条，这种情况下快速滚动过的图片也没有必要加载了。

该优化的实现思路也很简单，延迟加载逻辑，计时器一到再判断元素是否还在可视区域，可将代码修改为如下：

function check() {
  imgs.forEach(function(img, index) {
    if (loadedList.indexOf(index) >= 0) {
      return;
    }
    if (!isInClient(container)) {
      return;
    }
    
    setTimeout(function() {
      if (!isInClient(container)) {
        return;
      }
      loadedList.push(index)
      loadImage(img)
    }, 1000);
  })
}

加载中状态

图片出于加载中的状态时，需要给用户“图片正在加载”的提示，图片加载完成后，将提示隐藏。下面，本文将给出加载中提示的两种实现方案。

方案一：利用img元素background

此方案的实现思路是：将“加载中”提示作为img的背景，当图片正在加载中时，页面显示的是背景；图片加载完成，则覆盖了背景显示出图片。
关键代码：


.img {
    width: 500px;
    height: 300px;
    background: url('data:image/gif;base64,...') center no-repeat;
}

这里将“加载中”的动态图片作为img标签的background，并且转换base64编码，这样可以减少一次请求。

浏览器兼容情况见下表：

浏览器	Chrome 54	Safari 10.0	Firefox 50.0	IE 8
兼容性	√	√	√	√

兼容性没有问题，唯一的限制是需要设定.img的宽高。若事先无法得到图片的宽高，则可以在img标签外套一层

，由外层容器的background作为“加载中”提示，容器中的img可根据容器的宽或高设定其大小，关键代码如下：


    


img {
    height: 100%;
}

方案二：利用img元素的load事件

img元素的load事件会在图片加载完成后触发，所以我们可以利用这一特点，进行加载中提示。
实现思路：首次渲染img元素时，将“加载中”提示作为img元素，真正的图片则用另一个Image对象加载。等到真正的图片加载完成，即触发了Image对象的load事件，则将img元素的src修改为真正图片的url。

关键代码如下：

Array.from(document.getElementsByTagName('img')).forEach(img => {
    const image = new Image();
    image.src = img.dataset.src;
    image.onload = () => img.src = image.src;
})

这种方法需要js配合，无论是加载中的提示动画还是图片都可以原始尺寸展示，而不需要再设置。

兼容性也毫无问题：

浏览器	Chrome 54	Safari 10.0	Firefox 50.0	IE 8
兼容性	√	√	√	√

上面介绍的两种方案都能实现“加载中”提示，方案一只需要CSS即可，方案二需要js配合但灵活性更强。

加载中的动画不仅可以用图片，还可以用CSS3的动画特性，对于以上两种方案稍作修改也可以适配CSS3的加载中动画提示：

方案一：加载动画作为外层div的内容，但z-index比图片低，等图片加载完即可覆盖；
方案二：用js控制img和加载中动画的显示与隐藏即可，图片加载完隐藏加载中动画，显示图片，并可设置过渡动画增强体验；

加载结束

图片加载结束具有两种结果，要么加载成功，要么失败。加载成功，我们不需多做处理，而加载失败会出现难看的裂图提示，影响体验。

本文介绍两种方法，替换图片加载失败的裂图提示。

方案一：:before与:after伪元素

img是可替换元素，即其表现的形式与内容是被外部资源控制。当img未加载时，属于它的:before与:after伪元素并未渲染，只有当图片加载失败时，这两个伪元素才会出现。

这里给出加载失败的样式例子，CSS关键样式如下：

.broken-image {
    width: 100%;
    position: relative;
    min-height: 50px;
}

.broken-image:before {
    content: " ";
    position: absolute;
    top: -10px;
    left: 0;
    height: calc(100% + 10px);
    width: 100%;
    background-color: rgb(230, 230, 230);
    border: 2px dotted rgb(200, 200, 200);
    border-radius: 5px;
}

.broken-image:after {
    content: "\f127" " Broken Image ";
    display: block;
    font-size: 16px;
    font-style: normal;
    font-family: FontAwesome;
    color: rgb(100, 100, 100);
    position: absolute;
    top: 5px;
    left: 0;
    width: 100%;
    text-align: center;
    line-height: 2;
}

因为渲染后:before和:after伪元素位于img元素里，故将img元素设为relative，:before作为背景，绝对定位覆盖默认裂图提示，:after作为提示文字居中在img元素中。

这种方法实现很方便，而且样式可控，但是兼容性实在太差，只有Chrome支持，其他浏览器都无法在图片加载失败后渲染出:before和:after伪元素。

翻了翻规范 https://www.w3.org/TR/CSS22/g...

This specification does not fully define the interaction of :before and :after with replaced elements (such as IMG in HTML). This will be defined in more detail in a future specification.

所以，替换元素的:before、:after伪元素由浏览器产商自己实现，兼容性如下：

浏览器	Chrome 54	Safari 10.0	Firefox 50.0	IE 8
兼容性	√	✘	✘	✘

方案二：利用img元素的error事件

与加载成功事件load相似，加载失败也会触发对应的事件——error。我们可以利用error事件，当加载失败时替换img的src为加载失败提示图的url。