减少HTTP请求之合并图片详解（大型网站优化技术）

天梯梦

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一、相关知识讲解

看过雅虎的前端优化35条建议，都知道优化前端是有多么重要。页面的加载速度直接影响到用户的体验。80%的终端用户响应时间都花在了前端上，其中大部分时间都在下载页面上的各种组件：图片，样式表，脚本，Flash等等。

减少组件数必然能够减少页面提交的HTTP请求数。这是让页面更快的关键。减少页面组件数的一种方式是简化页面设计。但有没有一种方法可以在构建复杂的页面同时加快响应时间呢？嗯，确实有鱼和熊掌兼得的办法。

这里我们就拿雅虎的第一条建议：尽量减少HTTP请求数里的减少图片请求数量进行讲解。

我们都知道，一个网站的一个页面可能有很多小图标，例如一些按钮、箭头等等。当加载html文档时，只要遇到有图片的，都会自动建立起HTTP请求下载，然后将图片下载到页面上，这些小图片可能也就是十几K大甚至1K都不到，假如我们的一个页面有一百个小图标，我们在加载页面时，就要发送100个 HTTP请求，如果你的网站访问量很大并发量也很高，假如上百万访问量，那发起的请求就是千万级别了，服务器是有一定的压力的，并且一个用户的一个页面要发起那么多请求，是很耗时的。

所以，我们优化的方案就是：将这些十几K、几K的小图标合并在一张图片里，然后用CSS的background-image和background-position属性来定位要显示的部分。

二、代码实现

1、思路：

将一个文件夹里的图标，自动生成在一张图片里面，同时自动生成对应的css文件，我们只要在HTML里的标签中添加相应的属性值就能显示图片了。

2、实现过程：

<?php
    //自己定义一个根目录
    define('ROOT', $_SERVER['DOCUMENT_ROOT'].'iconwww');
    //这个是图片的目录
    define('RES_BASE_URL', 'http://localhost:8080/iconwww/img');

    /**
     * 生成背景图的函数
     */
    function generateIcon() {
        //网站根目录
        $webRoot = rtrim(ROOT, '/');
        //背景图目录
        $root = "$webRoot/img/bg";
        //Php-SPL库中 的 目录文件遍历器
        $iterator = new DirectoryIterator($root);
        //开始遍历该背景图目录下的目录，我们是把想生成背景图的目录，放在bg目录中以各个模块的目录分类存放
        foreach ($iterator as $file) {
            //遇到目录遍历
            if (!$file->isDot() && $file->isDir()) {
                //取得文件名
                $fileName = $file->getFilename();
                generateIconCallback("$root/$fileName", "$webRoot/img/$fileName", "$webRoot/css/$fileName.css");
            }
        }
    }

    /**
     * 用户生成合并的背景图和css文件的函数
     * @param  string $dir         生成背景图的图标所在的目录路径
     * @param  string $bgSavePath  背景图所保存的路径
     * @param  string $cssSavePath css保存的路径
     */
    function generateIconCallback($dir, $bgSavePath, $cssSavePath) {
        $shortDir = str_replace('\\', '/', substr($dir, strlen(ROOT-1)));
        //返回文件路径信息
        $pathInfo = pathinfo($bgSavePath.'.png');

        $bgSaveDir = $pathInfo['dirname'];
        //确保目录可写
        ensure_writable_dir($bgSaveDir);
        //背景图名字
        $bgName = $pathInfo['filename'];
        //调用generateIconCallback_GetFileMap()函数生成每一个图标所需要的数据结构
        $fileMap = array('a' => generateIconCallback_GetFileMap($dir));

        $iterator = new DirectoryIterator($dir);
        foreach ($iterator as $file) {
            if ($file->isDot()) continue;
            if ($file->isDir()) {
                //二级目录也要处理
                $fileMap['b-'.$file->getFilename()] = generateIconCallback_GetFileMap($file->getRealPath());
            } 
        }
        ksort($fileMap);

        //分析一边fileMap，计算整个背景图的大小和每一个图标的offset
        //初始化偏移量和背景图    
        $offsetX = $offsetY = $bgWidth = 0;
        //设定每个小图标之间的距离
        $spaceX =$spaceY = 5;
        //图片最大宽度
        $maxWidth = 800;
        $fileMd5List =array();
        //这里需要打印下$fileMap就知道它的数据结构了
        foreach ($fileMap as $k1 => $innerMap) {
            foreach ($innerMap as $k2 => $itemList) {
                //行高姐X轴偏移量初始化
                $offsetX = $lineHeight = 0;
                foreach ($itemList as $k3 => $item) {
                    //变量分别是：图标的宽度，高度，类型，文件名，路径，MD5加密字符串
                    list($imageWidth, $imageHeight, $imageType, $fileName, $filePathname, $fileMd5) = $item;
                    $fileMd5List []= $fileMd5;
                    //如果图片的宽度+偏移量 > 最大宽度（800） 那就换行
                    if ($offsetX !== 0 && $imageWidth + $offsetX > $maxWidth) {
                        $offsetY += $spaceY + $lineHeight;
                        $offsetX = $lineHeight = 0;
                    }
                    //如果图片高度 > 当前行高  那就讲图片高度付给行高我们这的
                    if ($imageHeight > $lineHeight) $lineHeight = $imageHeight;
                    $fileMap[$k1][$k2][$k3] = array($imageWidth, $imageHeight, $offsetX, $offsetY, $imageType, $fileName, $filePathname);
                    //X轴偏移量的计算
                    $offsetX += $imageWidth + $spaceX;
                    if ($offsetX > $bgWidth) $bgWidth = $offsetX;
                }
                //Y轴偏移量的计算
                $offsetY +=  $lineHeight + $spaceY;
            }
        }
        //把右下两边多加了的空白距离给干掉
        $bgWidth -= $spaceX;
        $bgHeight = $offsetY - $spaceY;
        $fileMd5List = implode("\n", $fileMd5List);

        //生成背景图和 css文件

        //资源路径
        $resBaseUrl = RES_BASE_URL;
        $suffix = base_convert(abs(crc32($fileMd5List)), 10, 36);
        $writeHandle = fopen($cssSavePath, 'w');
        fwrite($writeHandle, "/** bg in dir: $shortDir/ */\n[icon-$bgName]{background:url({$resBaseUrl}/$bgName.png?$suffix) no-repeat;display:inline-block;}");

        //做图片，这些函数具体可以查看PHP手册
        $destResource = imagecreatetruecolor($bgWidth, $bgHeight);
        imagealphablending($destResource, false);
        imagesavealpha($destResource, false);
        $color = imagecolorallocatealpha($destResource, 255, 255, 255, 127);

        imagefill($destResource, 0, 0, $color);

        //对每一张小图片进行处理，生成在大背景图里，并生成css文件
        foreach ($fileMap as $innerMap) {
            foreach ($innerMap as $itemList) {
                foreach ($itemList as $item) {
                     list($imageWidth, $imageHeight, $offsetX, $offsetY, $imageType, $fileName, $filePathname) = $item;
                     if ($imageType === IMAGETYPE_PNG) {
                        $srcResource = imagecreatefrompng($filePathname);
                     } else if ($imageType === IMAGETYPE_JPEG) {
                        $srcResource = imagecreatefromjpeg($filePathname);
                     }
                     imagecopy($destResource, $srcResource, $offsetX, $offsetY, 0, 0, $imageWidth, $imageHeight);
                     imagedestroy($srcResource);

                     //写入css
                     $posX = $offsetX === 0 ? 0 : "-{$offsetX}px";
                     $posY = $offsetY === 0 ? 0 : "-{$offsetY}px";
                     fwrite($writeHandle, "\n[icon-$bgName=\"$fileName\"]{width:{$imageWidth}px;height:{$imageHeight}px;background-position:$posX $posY;}");
                 } 
            }
        }

        //压缩级别 7
        imagepng($destResource, "$bgSavePath.png", 7);
        imagedestroy($destResource);
        fclose($writeHandle);

        $shortCssSavePath = substr($cssSavePath, strlen(ROOT));
    }

    /**
     * 将图片的信息处理成我们想要的数据结构
     * @param  [type] $dir [description]
     * @return [type]      [description]
     */
    function generateIconCallback_GetFileMap($dir) {
        $map = $sort = array();
        $iterator = new DirectoryIterator($dir);
        foreach($iterator as $file) {
            if(!$file->isFile()) continue;
            $filePathname = str_replace("\\", '/', $file->getRealPath());
            //这些函数可以查看PHP手册
            $imageInfo = getimagesize($filePathname);
            $imageWidth = $imageInfo[0];
            $imageHeight = $imageInfo[1];
            $imageType = $imageInfo[2];

            if(!in_array($imageType, array(IMAGETYPE_JPEG, IMAGETYPE_PNG))) {
                $fileShortName = substr($filePathname, strlen(ROOT) - 1);
                echo "<p> $fileShortName 图片被忽略: 因为图片类型不是png|jpg.</p>";
                continue;
            }

            //这是我们的图片规格，行高分别有 16 32 64 128 256 99999 
            foreach(array(16, 32, 64, 128, 256, 99999) as $height) {
                if($imageHeight <= $height) {
                    $mapKey = $height;
                    break;
                }
            }
            if(!isset($map[$mapKey])) $map[$mapKey] = array();
            $filePathInfo = pathinfo($filePathname);
            $map[$mapKey] []= array($imageWidth, $imageHeight, $imageType, $filePathInfo['filename'], $filePathname, md5_file($filePathname));
            $sort[$mapKey] []= str_pad($imageHeight, 4, '0', STR_PAD_LEFT) . $filePathInfo['filename'];
        }
        foreach($map as $k => $v) array_multisort($map[$k], SORT_ASC, SORT_NUMERIC, $sort[$k]);
        ksort($map, SORT_NUMERIC);
        return $map;
    }

    /**
     * 判断目录是否可写
     * @param  string $dir 目录路径
     */
    function ensure_writable_dir($dir) {
        if(!file_exists($dir)) {
            mkdir($dir, 0766, true);
            @chmod($dir, 0766);
            @chmod($dir, 0777);
        }
        else if(!is_writable($dir)) {
            @chmod($dir, 0766);
            @chmod($dir, 0777);
            if(!@is_writable($dir)) {
                throw new BusinessLogicException("目录不可写", $dir);
            }
        }
    }

    generateIcon();
?>
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <link rel="stylesheet" type="text/css" href="css/Pink.css">
    <title></title>

</head>
<body>
<div>我们直接引入所生成的css文件，并测试一下是否成功</div>
<br>
<div>这里在span标签 添加属性 icon-Pink ，值为About-40，正常显示图片</div>
<span icon-Pink="About-40"></span>
</body>
</html>

调用以上代码，我们的浏览器是这样显示的：