Web图片资源的加载与渲染时机

此文研究页面中的图片资源的加载和渲染时机，使得我们能更好的管理图片资源，避免不必要的流量和提高用户体验。

浏览器的工作流程

要研究图片资源的加载和渲染，我们先要了解浏览器的工作原理。以 Webkit引擎的工作流程为例：

从上图可看出，浏览器加载一个HTML页面后进行如下操作：

• 解析HTML —> 构建DOM树

• 加载样式 —> 解析样式 —> 构建样式规则树

• 加载javascript —> 执行javascript代码

• 把DOM树和样式规则树匹配构建渲染树

• 计算元素位置进行布局

• 绘制

从上图我们不能很直观的看出图片资源从什么时候开始加载，下图标出图片加载和渲染的时机：

• 解析HTML【遇到 <img>标签加载图片】 —> 构建DOM树

• 加载样式 —> 解析样式【遇到背景图片链接不加载】 —> 构建样式规则树

• 加载javascript —> 执行javascript代码

• 把DOM树和样式规则树匹配构建渲染树【加载渲染树上的背景图片】

• 计算元素位置进行布局

• 绘制【开始渲染图片】

图片加载与渲染规则

页面中不是所有的 <img>标签图片和样式表背景图片都会加载。

display:none

<style>
.img-purple {
    background-image: url(../image/purple.png);
}
</style>
<img src="../image/pink.png" style="display:none">
<div class="img-purple" style="display:none"></div>

图片资源请求如下：

设置了 display:none属性的元素，图片不会渲染出来，但会加载。

原理

把DOM树和样式规则树匹配构建渲染树时，会把可渲染元素上的所有属性（如 display:none属性和 background-image属性）结合一起产出到渲染树。

当解析渲染树时会加载 <img>标签元素上的图片，发现元素上有 background-image属性时会加载背景图片。

当绘制时发现元素上有 display:none属性，则不计算该元素位置，也不会绘制该元素。

<style>
.img-yellow {
    background-image: url(../image/yellow.png);
}
</style>
<div style="display:none">
    <img src="../image/red.png">
    <div class="img-yellow"></div>
</div>

图片资源请求如下：

设置了 display:none属性元素的子元素，样式表中的背景图片不会渲染出来，也不会加载；而 <img>标签的图片不会渲染出来，但会加载。

原理

正如上面所说的，构建渲染树时，只会把可渲染元素产出到渲染树，这就意味有不可渲染元素，当匹配DOM树和样式规则树时，若发现一个元素的属性上有 display:none，浏览器会认为该元素的子元素是不可渲染的，因此不会把该元素的子元素产出到渲染树上。

当解析渲染树时渲染树上没有设置了 display:none属性元素的子元素，因此不会加载该元素中子元素的图片。

当绘制时也因为渲染树上没有设置了 display:none属性元素的子元素，因此该元素中子元素不会渲染出来。

重复图片

.img-blue {
    background-image: url(../image/blue.png);
}
<div class="img-blue"></div>
<img src="../image/blue.png">
<img src="../image/blue.png">

图片资源请求如下：

页面中多个 <img>标签或样式表中的背景图片图片路径是同一个，图片只加载一次。

原理

浏览器请求资源时，都会先判断是否有缓存，若有缓存且未过期则会从缓存中读取，不会再次请求。先加载的图片会存储到浏览器缓存中，后面再次请求同路径图片时会直接读取缓存中的图片。

不存在元素的背景图片

.img-blue {
    background-image: url(../image/blue.png);
}
.img-orange{
    background-image: url(../image/orange.png);
}
<div class="img-orange"></div>

图片资源请求如下：

不存在元素的背景图片不会加载。

原理

不存在的元素不会产出到DOM树上，因此渲染树上也不会有不存在的元素，当解析渲染树时无法解析不存在的元素，不存在的元素上的图片自然不会加载也不会渲染。

伪类的背景图片

.img-green {
    background-image: url(../image/green.png);
}
.img-green:hover{
    background-image: url(../image/red.png);
}
<div class="img-green"></div>

触发hover前的图片资源请求如下：

触发hover后的图片资源请求如下：

当触发伪类的时候，伪类样式上的背景图片才会加载。

原理

触发hover前，DOM树与样式规则树匹配的是无hover状态选择器 .img-green的样式，因此渲染树上 background-image属性的值是 url(../image/green.png)，解析渲染树时加载的是 green.png，绘制时渲染的也是 green.png。

触发hover后，因为 .img-green:hover的优先级比较高，因此DOM树与样式规则树匹配的是有hover状态选择器 .img-green:hover的样式，渲染树上 background-image属性的值是 url(../image/red.png)，解析渲染树时加载的是 red.png，绘制时渲染的也是 red.png。

应用

占位图

当使用样式表中的背景图片作为占位符时，要把背景图片转为base64格式。这是因为背景图片加载的顺序在 <img>标签后面，背景图片可能会在 <img>标签图片加载完成后才开始加载，达不到想要的效果。

预加载

很多场景里图片是在改变或触发状态后才显示出来的，例如点击一个Tab后，一个设置 display:none隐藏的父元素变为显示，这个父元素里的子元素图片会在父元素显示后才开始加载；又如当鼠标hover到图标后，改变图标图片，图片会在hover上去后才开始加载，导致出现闪一下这种不友好的体验。

在这种场景下，我们就需要把图片预加载，预加载有很多种方式:

1. 若是小图标，可以合并成雪碧图，在改变状态前就把所有图标都一起加载了。

2. 使用上文讲到的，设置了display:none属性的元素，图片不会渲染出来，但会加载。把要预加载的图片加到设置了 display:none的元素背景图或 <img>标签里。

3. 在javascript创建img对象，把图片url设置到img对象的src属性里。