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前端图片懒加载的原理与3种实现方式举例

2023-03-01 11:37

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一. 图片懒加载的目的

大型网站如常用的淘宝，京东等页面，需要展示大量的商品图片信息，如果打开网页时让所有图片一次性加载完成，需要处理很多次网络请求，等待加载时间比较长，用户体验感很差。

有一种常用的解决方式是：随着滚动动态加载，即图片的惰性加载。视图之外的图片默认不加载，随着页面的滚动，图片进入了显示的范围，则触发图片的加载显示。

优点：页面加载速度快，用户体验感更好且节省流量

二. 图片懒加载的原理方法

1.初始化时，图片标签的class="lazy" data-src不能是真实的图片地址，也不可以是空地址或者坏地址(会出现图片加载失败的图标)。

2.初始化的时候，可以设置图片的class="lazy" data-src是某一个小型图片。例如一张1px*1px的透明图片。由于所有图片都使用这一张图片，只会发送一次请求，不会增加性能负担。将图片的真实路径绑定给一个自定义属性，例如data-url。注意：页面的img元素，如果没有class="lazy" data-src属性，浏览器就不会发出请求去下载图片

<img  data-url="xxx" class="lazy" data-src="1px.gif" width="100" height="100"/>

3.定义滚动事件，判断元素进入视口，则将class="lazy" data-src替换为真正的url地址。利用js提取data-url的真实图片地址赋值给class="lazy" data-src属性

三. 图片懒加载的实现方法

图片懒加载的关键在于获取元素的位置，并判断其是否出现在视口。故有以下三种方式

滚动监听+scrollTop+offsetTop+innerHeight
滚动监听+getBoundingClientRect()
intersectionObserve()

3.1 滚动监听+scrollTop+offsetTop+innerHeight

scrollTop：指网页元素被滚动条卷去的部分。
offsetTop：元素相对父元素的位置
innerHeight：当前浏览器窗口的大小。需要注意兼容性问题。
- IE8及更早版本以前没有提供取得浏览器窗口大小的属性，不过提供了API：document.documentElement.clientHeight/clientWidth：返回元素内容及其内边距所占据的空间大小。
- IE6中，上述属性必须在标准模式才有效，如果是混杂模式，需要通过document.body.clientWidth 和 document.body. clientHeight 取得相同信息。

var pageWidth = window.innerWidth
var pageHeight = window.innerHeight;  
if (typeof pageWidth != "number"){  
    //pageWidth的值不是数值，说明没有innerwidth属性
    if (document.compatMode == "CSS1Compat"){ //标准模式	
        pageWidth = document.documentElement.clientWidth; 
 		pageHeight = document.documentElement.clientHeight; 
 	} else { //混杂模式
 		pageWidth = document.body.clientWidth; 
 		pageHeight = document.body.clientHeight; 
 	} 
}

三个属性之间的关系如图所示，故当scrollTop+innerHeight > offsetTop，即图片在视口内，否则图片在可视区域外。

代码实现

滚动监听完成图片懒加载的简易版本

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
    <style>
        * {
            margin: 0;
            padding: 0;
        }

        img {
            margin-top:400px;
            width: 250px;
            display: block;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/1.jpg">
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/2.jpg">
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/3.jpg">
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/4.jpg">
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/5.jpg">

    <script>
        var imgs = document.getElementsByTagName('img')
        scrollFn()
        // 监听滚动事件
        window.onscroll = scrollFn
        function scrollFn() {
            var clietH = window.innerHeight || document.documentElement.clientHeight || document.body.clientHeight;
            var scrollTop = document.documentElement.scrollTop || window.pageYOffset ||  document.body.scrollTop;
            console.log(clietH, scrollTop);
            Array.from(imgs).forEach((item) =>{
                let eleTop = item.offsetTop
                // console.log(eleTop)
                let count = scrollTop + clietH - eleTop
                console.log(count)
                // 可设置为>100 查看懒加载效果
                if (count > 0) {
                    //从data-url中取出真实的图片地址赋值给scr
                    item.setAttribute('class="lazy" data-src', item.getAttribute('data-url')) 
                }
            })
        }
    </script>
</body>
</html>

3.2 滚动监听+getBoundingClientRect() getBoundingClientRect()

Element.getBoundingClientRect() 方法返回元素的大小及其相对于视口的位置。返回一个对象，对象属性包括top，right

rectObject = object.getBoundingClientRect();

API返回一个对象，即rectObject为一个对象，其包含以下属性

rectObject.top：元素上边到视窗上边的距离;
rectObject.right：元素右边到视窗左边的距离;
rectObject.bottom：元素下边到视窗上边的距离;
rectObject.left：元素左边到视窗左边的距离;
rectObject.width：元素自身的宽度
rectObject.height：元素自身的高度

故当rectObject.top的值处于0-视口高度，则元素处于可视区。即

getBoundingClientRect(ele).top >= 0 && getBoundingClientRect(ele).top <= offsetHeight

代码实现

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
    <style>
        * {
            margin: 0;
            padding: 0;
        }

        img {
            margin-top:400px;
            width: 250px;
            display: block;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/1.jpg">
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/2.jpg">
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/3.jpg">
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/4.jpg">
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/5.jpg">

    <script>
        var imgs = document.getElementsByTagName('img')
        scrollFn()
        // 监听滚动事件
        window.onscroll = scrollFn
        function scrollFn() {
            var clietH = window.innerHeight || document.documentElement.clientHeight || document.body.clientHeight;
            Array.from(imgs).forEach((item) =>{
                let ele = item.getBoundingClientRect() 
                console.log(clietH,ele.top)
                // 可以设置为ele.top+200 查看懒加载效果
                if (ele.top > 0 && ele.top < clietH) {
                    //从data-url中取出真实的图片地址赋值给scr
                    item.setAttribute('class="lazy" data-src', item.getAttribute('data-url')) 
                }
            })
        }
    </script>
</body>
</html>

3.3 intersectionObserve() intersectionObserve()

新的API，针对元素的可见时间进行监听。由于可见（visible）的本质是，目标元素与视口产生一个交叉区，所以这个 API 叫做"交叉观察器"。

var io = new IntersectionObserver(callback, option);

IntersectionObserver是浏览器原生提供的构造函数，接受两个参数：callback是可见性变化时的回调函数，option是配置对象（该参数可选）。

构造函数的返回值是一个观察器实例。实例的observe方法可以指定观察哪个 DOM 节点。

// 开始观察
io.observe(document.getElementById('example'));

// 停止观察
io.unobserve(element);

// 关闭观察器
io.disconnect();

上面代码中，observe的参数是一个 DOM 节点对象。如果要观察多个节点，就要多次调用这个方法。

io.observe(elementA);
io.observe(elementB);

callack参数

目标元素的可见性变化时，就会调用观察器的回调函数callback。

一般会触发两次：1.目标元素刚刚进入视口（开始可见），2.完全离开视口（开始不可见）。

callback函数的参数是一个数组，每个成员都是一个IntersectionObserverEntry对象。

IntersectionObserverEntry 对象

提供目标元素的信息，一共有六个属性。

time：可见性发生变化的时间，是一个高精度时间戳，单位为毫秒
target：被观察的目标元素，是一个 DOM 节点对象
rootBounds：根元素的矩形区域的信息，getBoundingClientRect()方法的返回值，如果没有根元素（即直接相对于视口滚动），则返回null
boundingClientRect：目标元素的矩形区域的信息
intersectionRect：目标元素与视口（或根元素）的交叉区域的信息
intersectionRatio：目标元素的可见比例，即intersectionRect占boundingClientRect的比例，完全可见时为1，完全不可见时小于等于0

所以可以通过判断intersectionRatio属性是否处于(0,1)来判断元素的可见性

代码实现

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
    <style>
        * {
            margin: 0;
            padding: 0;
        }

        img {
            margin-top:400px;
            width: 250px;
            display: block;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/1.jpg">
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/2.jpg">
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/3.jpg">
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/4.jpg">
    <img class="lazy" data-src="img/1pxImg.png" data-url="img/5.jpg">

    <script>
        var imgs = document.getElementsByTagName('img')
        // 观察器实例
        let io = new IntersectionObserver((entires) =>{
            entires.forEach(item => {
                // 原图片元素
                let oImg = item.target
                if (item.intersectionRatio > 0 && item.intersectionRatio <= 1) {
                    oImg.setAttribute('class="lazy" data-src', oImg.getAttribute('data-url'))
                } 
            })
        })
       // 给每一个图片设置观察器
        Array.from(imgs).forEach(element => {
            io.observe(element) 
        });
    </script>
</body>
</html>