解释 `Client Hints` (`DPR`, `Viewport-Width`) 如何帮助浏览器更高效地加载适配图片。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位观众老爷，今天咱们聊点儿刺激的——图片加载优化，特别是如何利用 Client Hints 让浏览器更懂事儿，加载更适配的图片，提高用户体验。

开场白：图片优化，一场永无止境的战争

在Web开发的世界里，图片就像咱们的衣食父母一样重要。它们撑起了网站的颜值，吸引着用户的眼球。但是，图片也是性能的头号大敌，加载慢、体积大，分分钟让用户失去耐心。

为了解决这个问题，我们想尽了各种办法：压缩、裁剪、懒加载… 但有时候，这些还不够。因为我们忽略了一个关键问题：浏览器并不知道用户的设备和网络环境，只能盲目地加载图片。

Client Hints 的出现，就像给浏览器装上了一个“千里眼”和“顺风耳”，让它能够提前了解用户的需求，从而加载更合适的图片。

什么是 Client Hints？

Client Hints 是一组 HTTP 请求头，允许浏览器主动向服务器传递关于设备、网络状况等信息。服务器可以根据这些信息，动态地生成和返回更适合用户的资源，比如不同分辨率的图片。

简单来说，Client Hints 就是浏览器主动告诉服务器：“老哥，我用的是高清屏，网络贼快，给我来点儿高质量的图片！”

Client Hints 的两种类型

Client Hints 分为两种类型：

Request-Header Client Hints: 浏览器自动发送，无需服务器请求。
Accept-CH Client Hints: 需要服务器通过 Accept-CH 响应头明确声明支持，浏览器才会发送。

今天，我们主要讲的是 Accept-CH Client Hints，也就是需要服务器主动“邀请”浏览器发送的那些。

DPR 和 Viewport-Width：两大明星选手

在 Client Hints 的大家庭中，DPR (Device Pixel Ratio) 和 Viewport-Width 是两颗耀眼的明星。

DPR (Device Pixel Ratio)：设备像素比

DPR 告诉服务器，设备的物理像素和逻辑像素的比例。例如，DPR 为 2 的设备，表示 1 个逻辑像素对应 2×2 个物理像素。

知道了 DPR，服务器就能根据设备的屏幕密度，提供相应分辨率的图片，保证图片清晰度。
Viewport-Width：视口宽度

Viewport-Width 告诉服务器，视口的宽度（以像素为单位）。视口就是浏览器中显示网页内容的区域。

知道了 Viewport-Width，服务器就能根据视口的大小，提供相应尺寸的图片，避免加载过大或过小的图片。

如何启用 Client Hints？

启用 Client Hints 需要两个步骤：

服务器声明支持: 在 HTTP 响应头中添加 Accept-CH 字段，列出你想使用的 Client Hints。
浏览器发送请求头: 浏览器在后续的请求中，会自动发送 DPR 和 Viewport-Width 等 Client Hints。

实战演练：代码说话

咱们来写一些代码，演示如何利用 DPR 和 Viewport-Width 加载适配的图片。

1. 服务器端 (Node.js + Express)

const express = require('express');
const app = express();
const port = 3000;

// 设置 Accept-CH 响应头
app.use((req, res, next) => {
  res.setHeader('Accept-CH', 'DPR, Viewport-Width, Width'); // 声明支持 DPR, Viewport-Width, Width
  next();
});

// 静态文件服务
app.use(express.static('public'));

// 图片路由
app.get('/image', (req, res) => {
  const dpr = parseFloat(req.header('DPR')) || 1;
  const viewportWidth = parseInt(req.header('Viewport-Width')) || 800;
  const width = parseInt(req.header('Width')) || viewportWidth; // Fallback to viewportWidth if Width is missing.

  console.log(`DPR: ${dpr}, Viewport-Width: ${viewportWidth}, Width: ${width}`);

  // 根据 DPR 和 Viewport-Width 选择合适的图片
  let imageName = 'default.jpg';
  if (dpr >= 2 && viewportWidth > 1000) {
    imageName = 'high-res-large.jpg';
  } else if (dpr >= 2) {
    imageName = 'high-res.jpg';
  } else if (viewportWidth > 1000) {
    imageName = 'large.jpg';
  }

  // 设置 Content-Type 并发送图片
  res.sendFile(`${__dirname}/public/images/${imageName}`);
});

app.listen(port, () => {
  console.log(`Server listening at http://localhost:${port}`);
});

解释：

我们使用 Node.js 和 Express 创建了一个简单的服务器。
app.use((req, res, next) => { ... }); 中间件用于设置 Accept-CH 响应头，告诉浏览器服务器支持 DPR, Viewport-Width 和 Width Client Hints。
/image 路由用于处理图片请求。
req.header('DPR') 和 req.header('Viewport-Width') 用于获取浏览器发送的 DPR 和 Viewport-Width 值。如果浏览器没有发送这些值，则使用默认值。
根据 DPR 和 Viewport-Width 的值，选择合适的图片。
res.sendFile() 用于发送图片。

2. 客户端 (HTML)

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Client Hints Demo</title>
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <style>
    img {
      width: 100%; /* Make the image responsive */
      max-width: 800px; /* Limit the maximum width */
      height: auto;
    }
  </style>
</head>
<body>

  <h1>Client Hints Demo</h1>

  <img src="/image" alt="Responsive Image">

</body>
</html>

解释：

meta name="viewport" 标签用于设置视口。
img 标签的 src 属性指向 /image 路由。
CSS 样式用于使图片具有响应式效果。

3. 准备图片

在 public/images 目录下，准备以下图片：

default.jpg (默认图片)
high-res.jpg (高分辨率图片)
large.jpg (大尺寸图片)
high-res-large.jpg (高分辨率大尺寸图片)

运行代码：

确保你已经安装了 Node.js 和 npm。
创建一个目录，将上面的 server.js, index.html 文件和 public/images 目录放在同一个目录下。
在终端中，进入该目录，运行 npm install express 安装 Express。
运行 node server.js 启动服务器。
在浏览器中访问 http://localhost:3000。

效果：

如果你的设备是高分辨率屏幕，并且视口宽度大于 1000 像素，浏览器会加载 high-res-large.jpg。
如果你的设备是高分辨率屏幕，但视口宽度小于等于 1000 像素，浏览器会加载 high-res.jpg。
如果你的设备不是高分辨率屏幕，但视口宽度大于 1000 像素，浏览器会加载 large.jpg。
如果你的设备不是高分辨率屏幕，并且视口宽度小于等于 1000 像素，浏览器会加载 default.jpg。

Width Client Hint：更精确的控制

除了 DPR 和 Viewport-Width，还有一个 Width Client Hint 也非常有用。Width 告诉服务器，图片在页面中实际显示的宽度（以像素为单位）。

Width 比 Viewport-Width 更精确，因为它可以反映图片在不同布局下的实际尺寸。例如，在移动端，图片可能占据整个屏幕宽度；而在桌面端，图片可能只占据一部分宽度。

要使用 Width，需要在 Accept-CH 中声明支持：

Accept-CH: DPR, Viewport-Width, Width

浏览器会在 <img> 标签的 sizes 属性存在时发送 Width。 sizes 属性允许你指定图片在不同视口宽度下的显示尺寸。

示例：

<img
  src="image.jpg"
  srcset="image-320.jpg 320w, image-480.jpg 480w, image-800.jpg 800w"
  sizes="(max-width: 320px) 100vw, (max-width: 480px) 50vw, 800px"
  alt="Responsive Image"
/>

在这个例子中：

srcset 属性指定了不同宽度的图片资源。
sizes 属性指定了图片在不同视口宽度下的显示尺寸：
- 当视口宽度小于等于 320 像素时，图片占据 100% 视口宽度。
- 当视口宽度小于等于 480 像素时，图片占据 50% 视口宽度。
- 当视口宽度大于 480 像素时，图片占据 800 像素。

浏览器会根据 sizes 属性计算出图片的实际显示宽度，并通过 Width Client Hint 发送给服务器。服务器可以根据 Width 值，选择最合适的图片资源。

Client Hints 的优势和局限性

优势：

更高效的图片加载: 根据设备和网络状况加载适配的图片，减少不必要的资源浪费。
更好的用户体验: 加载速度更快，图片更清晰。
更灵活的控制: 服务器可以根据 Client Hints 动态地生成和返回资源。

局限性：

兼容性: 并非所有浏览器都支持 Client Hints。
服务器配置: 需要服务器进行配置，才能正确处理 Client Hints。
缓存: 需要注意 Client Hints 对缓存的影响。

最佳实践

渐进增强: 先实现基本的图片加载，然后逐步添加 Client Hints 支持。
使用 srcset 和 sizes 属性: 结合 srcset、sizes 和 Width Client Hint，可以实现更精细的图片控制。
考虑缓存: 合理配置缓存策略，避免 Client Hints 导致缓存失效。
监控性能: 使用工具监控图片加载性能，评估 Client Hints 的效果。

表格总结

Client Hint	描述
`DPR`	设备像素比，表示物理像素和逻辑像素的比例。
`Viewport-Width`	视口宽度，表示浏览器中显示网页内容的区域的宽度。
`Width`	图片在页面中实际显示的宽度。需要配合 `srcset` 和 `sizes` 属性使用。
`Accept-CH`	HTTP 响应头，用于声明服务器支持的 Client Hints。

结束语：拥抱 Client Hints，迎接更美好的Web

Client Hints 就像一把瑞士军刀，为图片优化提供了更多的可能性。虽然它有一定的学习成本和配置工作，但带来的收益是显而易见的。

在Web开发的道路上，我们永远要保持学习的热情，拥抱新的技术，为用户创造更美好的体验。

今天的分享就到这里，希望对大家有所帮助！下次有机会再和大家聊聊其他Web性能优化技巧。感谢各位观众老爷的捧场！

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