图像加载原理和最佳实践

图形图像资源是当代 Web 应用的最常用、实惠的内容、装饰元素之一，但在 Webpack 出现之前对图像资源的处理复杂度特别高，需要借助一系列工具(甚至 PhotoShop)完成压缩、雪碧图、hash、部署等操作。

而在 Webpack 中，图像以及其它多媒体资源都被提升为一等公民 —— 能够像引用普通 JavaScript 模块一样通过 import/require 语句导入资源模块，这种开发模式允许我们将图像相关的处理合入统一的心智模型中，提升开发效率。

本文将集中介绍 Webpack 体系下处理图像资源的常见方法，包括：

如何使用适当的 Loader 处理图像资源；
如何借助 Loader 或插件实现图像优化，包括压缩、雪碧图、响应式图片。

在 Webpack 4 中导入图像

原生 Webpack 4 只能处理标准 JavaScript 模块，因此需要借助 Loader —— 例如 file-loader、url-loader、raw-loader 等完成图像加载操作，实践中我们通常需要按资源类型选择适当加载器，简单介绍

file-loader

file-loader：将图像引用转换为 url 语句并生成相应图片文件，例如使用如下配置：

webpack.config.js

module.exports = {
  // ...
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.(png|jpe?g)$/,
        use: ['file-loader']
      }
    ]
  }
}

经过 file-loader 处理后，原始图片会被重命名并复制到产物文件夹，同时在代码中插入图片 URL 地址，形如：

file-loader

url-loader

url-loader：有两种表现，对于小于阈值 limit 的图像直接转化为 base64 编码；大于阈值的图像则调用 file-loader 进行加载，例如如下配置：

webpack.config.js

module.exports = {
  // ...
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.(png|jpe?g)$/,
        use: [
          {
            loader: 'url-loader',
            options: {
              limit: 1024
            }
          }
        ]
      }
    ]
  }
}

经过 url-loader 处理后，小于 limit 参数即 1024B 的图片会被转译为 Base64 编码，如：

url-loader

对于超过 limit 值的图片则直接调用 file-loader 完成加载。

url-loader 同样适用于大多数图片格式，且能将许多细小的图片直接内嵌进产物中，减少页面运行时需要发出的网络请求数，在 HTTP 1.1 及之前版本中能带来正向的性能收益。

raw-loader

raw-loader：不做任何转译，只是简单将文件内容复制到产物中，适用于 SVG 场景，例如如下配置：

webpack.config.js

module.exports = {
  // ...
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.svg$/,
        use: ['raw-loader']
      }
    ]
  }
}

经过 raw-loader 处理后，SVG 资源会被直接复制成字符串形式：

raw-loader

除 raw-loader 外，我们还可以使用如下 Loader 加载 SVG 资源：

svg-inline-loader：能够自动删除 SVG 图片中与显式无关的各种原信息，达到压缩效果；
svg-url-loader：以 DataURL 方式导入 SVG 图片，相比于 Base64 更节省空间；
react-svg-loader：导入 SVG 图片并自动转化为 React 组件形态，效果类似 @svgr/webpack；
vue-svg-loader：导入 SVG 图片并自动转化为 Vue 组件形态。

在 Webpack 5 中导入图像

上述 file-loader、url-loader、raw-loader 都并不局限于处理图片，它们还可以被用于加载任意类型的多媒体或文本文件，使用频率极高，几乎已经成为标配组件！所以 Webpack5 直接内置了这些能力，开箱即可使用。

用法上，原本需要安装、导入 Loader，Webpack5 之后只需要通过 module.rules.type 属性指定资源类型即可，对比来看：

type = "asset/resource"

file-loader 对标到 type = "asset/resource"

webpack.config.js

module.exports = {
  // ...
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.(png|jpe?g)$/,
        use: ['file-loader'], 
        type: 'asset/resource' 
      }
    ]
  }
}

TIP

默认情况下，asset/resource 生成的文件会以 [hash][ext][query] 方式重命名，可以通过 output.assetModuleFilename 属性控制。

type = "asset/inline" || type = "asset"

url-loader 对标到 type = "asset" 或 type = "asset/inline"：

webpack.config.js

module.exports = {
  // ...
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.(png|jpe?g)$/,
        use: [  
          {  
            loader: 'url-loader',  
            options: {  
              limit: 1024  
            }  
          }  
        ],  
        type: 'asset', 
        parser: { 
          dataUrlCondition: { 
            // 1kb 
            maxSize: 1024 
          } 
        } 
      }
    ]
  }
}

其中，module.rules.parser.dataUrlCondition 用于限定文件大小阈值，对标 url-loader 的 limit 属性。

type = "asset/source"

raw-loader 对标到 type = "asset/source"：

webpack.config.js

module.exports = {
  // ...
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.svg$/,
        use: ['raw-loader'], 
        type: 'asset/source', 
      }
    ]
  }
}

补充一下，引入 module.rules.type 并不只是为了取代 Loader 那么简单，更重要的目的是在 JavaScript Module 之外增加对其它资源 —— Asset Module 的原生支持，让 Webpack 有机会介入这些多媒体资源的解析、生成过程，从而有机会实现更标准、高效的资源处理模型。

目前 module.rules.type 已经支持 JSON、WebAssembly、二进制、文本等资源类型，相信在下一个 Webpack 版本中，必然会基于 Asset Module 实现更丰富的资源处理能力😎。

图像优化

前面介绍的 Loader 与 Asset Modules 都只是解决了图像资源加载 —— 也就是让 Webpack 能够理解、处理图像资源，现实中我们还需要为 Web 页面中的图片做各种优化，提升页面性能，常见的优化方法包括：

图像压缩：减少网络上需要传输的流量；
雪碧图：减少 HTTP 请求次数；
响应式图片：根据客户端设备情况下发适当分辨率的图片，有助于减少网络流量；
CDN：减少客户端到服务器之间的物理链路长度，提升传输效率；
等等。

这其中有不少可以在开发、构建阶段借助 Webpack 搭建自动优化工作流，例如：图像压缩。

图像压缩

在 Webpack 生态中有不少优秀的图像压缩组件，包括：image-webpack-loader、imagemin-webpack-plugin、image-minimizer-webpack-plugin 等，以我的使用经验来看，image-webpack-loader 组件功能齐全且用法简单，更推荐使用。基本用法首先安装依赖：

bash

pnpm i -D image-webpack-loader

之后配置 Loader：

webpack.config.js

module.exports = {
  // ...
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.(gif|png|jpe?g|svg)$/i,
        // 🚀 type 属性适用于 Webpack5，旧版本可使用 file-loader
        type: 'asset/resource',
        use: [{
          loader: 'image-webpack-loader',
          options: {
            // jpeg压缩配置
            mozjpeg: {
              quality: 80
            }
          }
        }]
      }
    ]
  }
}

image-webpack-loader 底层依赖于 imagemin 及一系列的图像优化工具：

mozjpeg：用于压缩 JPG(JPEG) 图片；
optipng：用于压缩 PNG 图片；
pngquant：同样用于压缩 PNG 图片；
svgo：用于压缩 SVG 图片；
gifsicle：用于压缩 Gif 图；
webp：用于将 JPG/PNG 图压缩并转化为 WebP 图片格式。

基本上已经覆盖 Web 页面常用的图片格式，具体用法可点击上述链接查阅，此处不再赘述。最后补充一点，图像压缩是一种非常耗时的操作，建议只在生产环境下开启：

webpack.config.js

module.exports = {
  // ...
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.(gif|png|jpe?g|svg)$/i,
        // 🚀 type 属性适用于 Webpack5，旧版本可使用 file-loader
        type: 'asset/resource',
        use: [{
          loader: 'image-webpack-loader',
          options: {
            disable: process.env.NODE_ENV === 'development', 
            // jpeg压缩配置
            mozjpeg: {
              quality: 80
            }
          }
        }]
      }
    ]
  }
}

雪碧图

在 HTTP 2 之前，HTTP 请求-响应是一种性能低下的通讯模型，即使是为了请求一个非常少的数据，也可能需要完整经历：建立 TCP 连接 => 发送 HTTP 请求 => 服务端处理 => 返回响应数据整个过程，加之 HTTP 协议的队首阻塞、浏览器并发请求数限制等原因，迫使我们必须尽量减少 HTTP 请求数以提升网络通讯效率。

例如，我们可以将许多细小的图片合并成一张大图 —— 从而将复数次请求合并为一次请求，之后配合 CSS 的 background-position 控制图片的可视区域，这种技术被称作“雪碧图”。在 Webpack 中，我们可以使用 webpack-spritesmith 插件自动实现雪碧图效果，首先安装依赖：

bash

pnpm i -D webpack-spritesmith

之后添加配置：

webpack.config.js

module.exports = {
  // ...
  resolve: {
    modules: ['node_modules', 'assets']
  },
  plugins: [
    new SpritesmithPlugin({
      // 需要
      src: {
        cwd: path.resolve(__dirname, 'src/icon'),
        glob: '*.png'
      },
      target: {
        image: path.resolve(__dirname, 'src/assets/spite.png'),
        css: path.resolve(__dirname, 'src/assets/sprite.less')
      }
    })
  ]
}

关键在于，webpack-spritesmith 插件会将 src.cwd 目录内所有匹配 src.glob 规则的图片合并成一张大图并保存到 target.image 指定的文件路径，同时生成兼容 SASS/LESS/Stylus 预处理器的 mixins 代码，例如对于下面文件结构：

bash

load-img
├─ src
│  ├─ icons
│  │  ├─ grunt.png
│  │  ├─ gulp-js.png
│  │  └─ webpack.png
│  └─ index.js
├─ webpack.config.js
└─ package.json

按照上述配置运行后会生成如下产物：

src/assets/sprite.png

sprite

src/assets/sprite.less

less

/* ... */
.sprite(@sprite) {
  .sprite-image(@sprite);
  .sprite-position(@sprite);
  .sprite-width(@sprite);
  .sprite-height(@sprite);
}
/* ... */

之后，我们就可以使用 sprite.less 提供的 .sprite mixin 添加背景图：

less

@import (less) "./assets/sprite.less";

#main {
  // 参数为原始图片文件名
  .sprite(@webpack);
}

WARNING

雪碧图曾经是一种使用广泛的性能优化技术，但 HTTP2 实现 TCP 多路复用之后，雪碧图的优化效果已经微乎其微 —— 甚至是反优化，可以预见随 HTTP2 普及率的提升，未来雪碧图的必要性会越来越低，因此建议读者们了解作用与基本原理即可，不必深究。

响应式图片

移动互联网时代，我们需要面对的客户端设备越来越多样复杂，分辨率从 PC 到平板电脑再到移动终端跨度极大：

responsive images

这会带来一个问题：同一张图片(主要是位图)在不同设备中，如果显示尺寸大于原始尺寸，最终效果会有明显颗粒感；而如果显示尺寸小于原始尺寸，又会造成带宽浪费。理想的解决方案是为不同设备提供不同的分辨率、不同尺寸的图片 —— 也就是所谓的响应式图片。

Webpack 中有不少能够自动生成响应式图片的组件，例如： resize-image-loader、html-loader-srcset、responsive-loader 等，以 responsive-loader 为例，首先安装依赖：

bash

pnpm i -D responsive-loader sharp

之后，修改配置：

webpack.config.js

module.exports = {
  // ...
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.(png|jpe?g)$/,
        oneOf: [
          {
            type: 'javascript/auto',
            resourceQuery: /sizes?/,
            use: [
              {
                loader: 'responsive-loader',
                options: {
                  adapter: require('responsive-loader/sharp')
                }
              },
              type: 'asset/resource',
            ]
          }
        ]
      }
    ]
  }
}

🚨注意，实践中我们通常没必要对项目里所有图片都施加响应式特性，因此这里使用 resourceQuery 过滤出带 size/sizes 参数的图片引用，使用方法：

jsx

// 引用图片，并设置响应式参数
import responsiveImage from './webpack.jpg?sizes[]=300,sizes[]=600,sizes[]=1024';

const Picture = function () {
  return (
    <img
      srcSet={responsiveImage.srcSet}
      src={responsiveImage.src}
      sizes="(min-width: 1024px) 1024px, 100vw"
      loading="lazy"
    />
  );
};

上例的引用参数 './webpack.jpg?sizes[]=300,sizes[]=600,sizes[]=1024'; 最终将生成宽度分别为 300、600、1024 三张图片，之后设置 img 标签的 srcset 属性即可实现图片响应式功能。

此外，我们还能简单地通过 size 参数精确控制不同条件下的图像尺寸：

css

.foo {
  background: url('./webpack.jpg?size=1024');
}

@media (max-width: 480px) {
  .foo {
    background: url('./webpack.jpg?size=300');
  }
}

除本文提及的基本功能外，responsive-loader 还提供了许多用于控制产物、压缩比等特性的配置项，有需要的同学可到官网展开阅读。

总结

在 Webpack 5 之前，我们需要使用 file-loader、url-loader 等 Loader 加载图片或其它多媒体资源文件，这些加载器各有侧重点，需要根据实际场景择优选用；而 Webpack 5 之后引入了 Asset Module 模型，自此我们只需要设置适当的 module.rules.type 配置即可，不需要为多媒体资源专门引入 Loader。

在加载之外，我们还可以借助 Webpack 生态一系列组件低成本实现图像压缩、雪碧图、响应式图片等优化措施，相关样例实现已汇总到小册仓库，建议拉下来体验运行效果。

思考题

除了文章提及的各项优化措施外，我们还能借助 Webpack 实现哪些图像优化？

chatgpt答案

除了之前提到的图片压缩和生成 webp 格式的图片之外，还可以通过以下方式优化图像：

使用 image-loader 加载图片时，对图片进行自动化的压缩、缩放、剪裁等操作，以减少网络传输量和页面加载时间。
采用懒加载技术，当页面滚动到需要显示图片时再加载，减少起始页面加载时间和 HTTP 请求次数。
使用 CSS3 的 background-size 属性和 content 属性设置 base64 编码的图片，可以减少图片的 HTTP 请求次数，提高页面加载速度。
使用 APP Shell 技术将常用的图片预先下载并缓存到本地，提高用户体验和减少流量消耗。

2023年04月10日16:41:08

在 Webpack 4 中导入图像 ​

file-loader ​

url-loader ​

raw-loader ​

在 Webpack 5 中导入图像 ​

type = "asset/resource" ​

type = "asset/inline" || type = "asset" ​

type = "asset/source" ​

图像优化 ​

图像压缩 ​

雪碧图 ​

响应式图片 ​

总结 ​

思考题 ​

在 Webpack 4 中导入图像

file-loader

url-loader

raw-loader

在 Webpack 5 中导入图像

type = "asset/resource"

type = "asset/inline" || type = "asset"

type = "asset/source"

图像优化

图像压缩

雪碧图

响应式图片

总结

思考题