考拉前端骨架屏生成技术揭秘-技术圈

1. 为什么要使用骨架屏

骨架屏就是在页面数据尚未加载前，先给用户展示出页面的大致结构（灰色占位图），直到请求数据返回后再渲染页面，补充进需要显示的数据内容，考拉H5购物车就使用了骨架屏技术：

了解了骨架屏是什么，我们来看看为什么要使用骨架屏。假如能在加载前把网页的大概轮廓预先显示，接着再逐渐加载真正内容，这样既降低了用户的焦灼情绪，又能使界面加载过程变得自然通畅，不会造成网页长时间白屏或者闪烁。骨架屏能给人一种页面内容“已经渲染出一部分”的感觉，相较于传统的 loading 效果，在一定程度上可提升用户体验。尤其在下面场景中，骨架屏技术能极大提高用户体验：

网络较慢，需要长时间等待加载处理的情况下。
图文信息内容较多的列表/卡片中。
首屏加载数据量较大的时候。

2. 骨架屏技术总览

目前主流的骨架屏生成技术主要包括以下三种：

通过设计师给出的骨架屏图片。
通过 HTML+CSS 编写骨架屏代码。
非侵入式自动生成骨架屏代码。

前两种情况由于变更成本和续维护成本高，且对业务代码有一定侵入性，不进行讨论。业界对于自动生成骨架屏有多种实践，但是存在一些问题，有些配置较少，生成效果较差；有些操作繁琐，项目集成成本高，且难以定制。

本文主要针对自动生成骨架屏技术进行了深入的探讨，并开发了 awesome-skeleton，支持多种配置，以及骨架屏定制功能，并提供骨架图生成和骨架图模板注入能力。

3. 自动生成骨架屏技术揭秘

谷歌浏览器在2017年自行开发了 Chrome Headless 特性，并与之同时推出了 Puppeteer。Puppeteer 是一个 Node库，提供了一组用来操纵 Chrome 的 API，默认 Headless 也就是无界面的chrome，俗称“无头浏览器”。我们在浏览器中完成的大多数操作都可以在 Puppeteer 中完成，比如截图、爬虫、自动化测试、性能分析等。

借助 Puppeteer，我们对自动生成骨架屏方案进行了如下设计：

使用 Puppeteer 进行页面渲染，获取页面 DOM 结构；
命令行工具生成骨架屏代码，并支持第三方平台接入；
支持页面登录态、不同设备页面显示、列表重复渲染、骨架屏灰色块大小配置；
支持骨架屏图片压缩和代码自动生成；
通过 DOM 属性进行骨架屏细粒度的配置，指定节点配置，包括背景色、是否在骨架屏中显示等。

我们可以通过传入页面地址，使用无头浏览器打开页面，对页面首屏图片和文本等节点进行灰色背景处理，然后对页面首屏进行截图，生成压缩后的 base64 png 图片，并注入 HTML + CSS，从而自动生成页面骨架屏。流程见下图：

3.1 使用 Puppeteer 渲染页面

使用 Puppeteer 可以指定不同设备模拟器来渲染页面，从而获取页面的 DOM 结构。关键代码：

// 初始化无头浏览器const browser = await puppeteer.launch({  headless: !options.debug, // 是否打开无头浏览器  args: [ '--no-sandbox', '--disable-setuid-sandbox' ],});// 打开新页面const page = await browser.newPage();// 指定设备模拟器const device = devices[options.device] || desktopDevice;await page.emulate(device);// 打开指定页面await page.goto(options.pageUrl);

获取到页面 DOM 结构之后，需要对其进行处理，例如将图片转换为灰色色块，隐藏大小小于一定阈值的节点，这里我们通过向页面中动态插入一端 JavaScript 脚本，对页面节点进行处理，从而生成骨架屏。关键代码：

// 获取处理 DOM 节点的脚本代码const scriptContent = await genScriptContent();// 将代码插入到页面中await page.addScriptTag({ content: scriptContent });

3.2 页面 DOM 处理

下面我们来重点看看如何对页面节点进行处理，主要包括以下内容：

3.2.1 预处理

首先，对页面所有节点进行下列处理：

置空所有大小小于指定阈值的节点
所有节点背景图设置为 none，并且将背景色设置为骨架屏主色调（灰色）
所有节点阴影、边框颜色设置为主色调
置空所有标签中含有 “data-skeleton-empty” 属性的节点
若节点设置了“data-skeleton-bgcolo”，则选取其属性值来设置背景色。### 文本处理本文处理是所有节点中比较复杂的一种，需要考虑文本是一行还是多行、文本是位置是居中还是左对齐等，通过获取文本位置和样式，通过简单的计算来设置灰色色块位置。下面只列出了关键代码，全部代码见：text.js。

// 获取行高if (!/\d/.test(lineHeight)) {  const fontSizeNum = parseInt(fontSize, 10) || 14;  lineHeight = `${fontSizeNum * 1.4}px`;}// 获取行数let lineCount = (height - parseFloat(paddingTop, 10) - parseFloat(paddingBottom, 10)) / parseFloat(lineHeight, 10) || 0;lineCount = lineCount < 1.5 ? 1 : lineCount;// 设置文本色块样式ele.classList.add(SKELETON_TEXT_CLASS);Object.assign(ele.style, {  backgroundImage: `linear-gradient(  transparent ${(1 - textHeightRatio) / 2 * 100}%,  ${MAIN_COLOR} 0%,  ${MAIN_COLOR} ${((1 - textHeightRatio) / 2 + textHeightRatio) * 100}%,  transparent 0%  )`,  backgroundSize: `100% ${px2rem(parseInt(lineHeight) * 1.1)}`,  position,});// 添加文本Maskif (lineCount > 1) { // 多行情况特殊处理  addTextMask(ele, Object.assign(JSON.parse(JSON.stringify(comStyle)), {    lineHeight,  }));} else { // 单行文本处理  const textWidthPercent = textWidth / (width - parseInt(paddingRight, 10) - parseInt(paddingLeft, 10));  ele.style.backgroundSize = `${textWidthPercent * 100}% 100%`;  switch (textAlign) {    case 'left':      break;    case 'right':      ele.style.backgroundPositionX = '100%';      break;    default: // center      ele.style.backgroundPositionX = '50%';      break;  }}

3.2.2 列表处理

可以根据配置，对列表进行重复处理，也就是根据列表的第一项重复渲染其他项，关键代码：

const listHandler = (node, options) => {  if (!options.openRepeatList || !node.children.length) return;  const children = node.children;  const len = Array.from(children).filter(child => LIST_ITEM_TAG.indexOf(child.tagName) > -1).length;  if (len === 0) return false;  const firstChild = children[0];  // 若元素不是列表节点，则递归处理  if (LIST_ITEM_TAG.indexOf(firstChild.tagName) === -1) {    return listHandler(firstChild, options);  }  // 只保留第一个项目  Array.from(children).forEach((li, index) => {    if (index > 0) {      removeElement(li);    }  });  // 重复渲染剩余项  for (let i = 1; i < len; i++) {    node.appendChild(firstChild.cloneNode(true));  }};

3.2.3 其他节点

其他节点的处理较为简单，有兴趣可以在 Github 上查看代码，这里有几个需要关注的点：

a 标签需要移除 href 属性
button 标签需要设置宽高，保证在移除按钮文案后宽高不变
img 标签也需要设置宽高，并将 src 设置为 1px 的 base64
input 标签需要移除 placeholder
伪元素同样需要处理。

3.2.4 文本类型特殊处理

需要注意的是，对于文本节点，由于存在下面的情况，所以需要进行特殊处理：

<span>111<a>222a>span> 文本中包含超链接<span>111<img src="" />span> 文本中包含图片111 文本没有使用标签包裹

文本类型进行处理的关键代码：

handleText(node) {  const tagName = node.tagName && node.tagName.toUpperCase();  // 处理 x
 or x  if (node.childNodes && node.childNodes.length === 1 && node.childNodes[0].nodeType === 3) {    handler.text(node, this.options);    return true;  }  // 处理 x，转换为 x  if (node && node.nodeType === 3 && node.textContent) {    const parent = node.parentNode;    // Determine if it has been processed    if (!parent.classList.contains(SKELETON_TEXT_CLASS)) {      // It is plain text itself and needs to be replaced with a node      const textContent = node.textContent.replace(/[\r\n]/g, '').trim();      if (textContent) {        const tmpNode = document.createElement('i');        tmpNode.classList.add(SKELETON_TEXT_CLASS);        tmpNode.innerText = textContent;        node.parentNode.replaceChild(tmpNode, node);        handler.text(tmpNode, this.options);        return true;      }    }  }  // 处理 111222 111  if (tagName === 'SPAN' && node.innerHTML) {    // Process image and background image first    this.handleImages(node.childNodes);    handler.text(node, this.options);    return true;  }  return false;}

3.2.5 处理页面节点入口函数

有些上述单个节点的处理函数，我们可以遍历页面所有节点进行处理。关键代码：

handleNode(node) {  if (!node) return;  // Delete elements that are not in first screen, or marked for deletion  if (!inViewPort(node) || hasAttr(node, 'data-skeleton-remove')) {    return removeElement(node);  }  // Handling elements that are ignored by user tags -> End  const ignore = hasAttr(node, 'data-skeleton-ignore') || node.tagName === 'STYLE';  if (ignore) return;  // Preprocessing some styles  handler.before(node, this.options);  // Preprocessing pseudo-class style  handler.pseudo(node, this.options);  const tagName = node.tagName && node.tagName.toUpperCase();  const isBtn = tagName && (tagName === 'BUTTON' || /(btn)|(button)/g.test(node.getAttribute('class')));  let isCompleted = false;  switch (tagName) {    case 'SCRIPT':      handler.script(node);      break;    case 'IMG':      handler.img(node);      break;    case 'SVG':      handler.svg(node);      break;    case 'INPUT':      handler.input(node);      break;    case 'BUTTON': // Button processing ends once      handler.button(node);      break;    case 'UL':    case 'OL':    case 'DL':      handler.list(node, this.options);      break;    case 'A': // A label processing is placed behind to prevent IMG from displaying an exception      handler.a(node);      break;    default:      break;  }  if (isBtn) {    handler.button(node);  } else {    isCompleted = this.handleText(node);  }  // If it is a button and has not been processed by handleText, then the child node is processed  if (!isBtn && !isCompleted) {    this.handleNodes(node.childNodes); // 递归处理  }}

3.2.6 使用 rollup 打包脚本

由于对页面节点处理的脚本使用 es6 语法编写，我们需要在插入页面之前，进行编译：

// rollup.config.jsexport default {  input: 'src/script/main.js',  output: {    file: 'src/script/dist/index.js',    format: 'iife',    name: 'AwesomeSkeleton',  },};

3.3 生成骨架屏代码

生成处理页面节点脚本之后，插入到页面中，这个时候需要一些钩子来执行页面DOM的处理。我们定义一个全局对象 AwesomeSkeleton，其中包含 genSkeleton 方法，调用后会处理页面节点。

window.AwesomeSkeleton = {  // Entry function  async genSkeleton(options) {    this.options = options;    if (options.debug) {      await this.debugGenSkeleton(options);    } else {      await this.startGenSkeleton(); // 生成骨架屏    }  },  // Start generating the skeleton  async startGenSkeleton() {    this.init();    try {      this.handleNode(document.body);    } catch (e) {      console.log('==genSkeleton Error==\n', e.message, e.stack);    }  },  ...}

在使用 puppeteer 打开页面之后，我们注入了 rollup 打包后的脚本，这时候我们需要执行脚本才能生成骨架屏：

await page.evaluate(async options => {  await window.AwesomeSkeleton.genSkeleton(options);}, options);

生成骨架屏后，我们通过调用 puppeteer 的截图接口，生成骨架屏图片，并使用 images 包进行图片压缩，生成 base64，从而生成骨架屏代码。

// First screen skeleton screenshotawait page.screenshot({  path: screenshotPath,});const imgWidth = options.device ? 375 : 1920;// Use images for image compressionawait images(screenshotPath).size(imgWidth).save(screenshotPath);const skeletonImageBase64 = base64Img.base64Sync(screenshotPath);// Inject the skeleton into the desired pageconst result = insertSkeleton(skeletonImageBase64, options);

4. 使用 awesome-skeleton

通过上述讨论的技术方案，我们实现了 awesome-skeleton 骨架屏生成工具。支持命令行生成骨架屏代码，同时也可以非常方便的在第三方平台接入。

4.1 参数配置

参数名称	必填	默认值	说明
pageUrl	是	-	页面地址（此地址必须可访问）
pageName	否	output	页面名称（仅限英文）
cookies	否		页面 Cookies，用来解决登录态问题
outputPath	否	skeleton-output	骨架图文件输出文件夹路径，默认到项目 skeleton-output 中
openRepeatList	否	true	默认会将每个列表的第一项进行复制
device	否	PC	参考 puppeteer/DeviceDescriptors.js，可以设置为 'iPhone 6 Plus'
debug	否	false	是否开启调试开关
debugTime	否	0	调试模式下，页面停留在骨架图的时间
minGrayBlockWidth	否	0	最小处理灰色块的宽度
minGrayPseudoWidth	否	0	最小处理伪类宽

例如添加 skeleton.config.json，生成考拉首页在 iphone X 下的骨架屏。

{  "pageName": "baidu",  "pageUrl": "https://www.kaola.com",  "openRepeatList": false,  "device": "iPhone X",  "minGrayBlockWidth": 80,  "minGrayPseudoWidth": 10,  "debug": true,  "debugTime": 3000}

4.2 一键生成骨架屏

$ skeleton -c ./skeleton.config.json

页面 DomReady 之后，会在页面顶部出现红色按钮：开始生成骨架屏。

生成完成后，会在运行目录生成 skeleton-output 文件件，里面包括骨架屏 png 图片、base64 文本、html 文件：

base64-baidu.png # 骨架图图片
base64-baidu.txt # 骨架图 Base64 编码
base64-baidu.html # 最终生成 HTML

其中 html 文件可以直接拿来用，复制下面位置：

<html>  <head>      head>html>

注意：

骨架图默认在 onload 事件后销毁。
手动销毁方式：javascript window.SKELETON && SKELETON.destroy(); 当然，你也可以在项目中直接使用生成的 Base64 图片。

4.3 解决登录问题

如果页面需要登录，则需要下载 Chrome 插件 EditThisCookie，将 Cookie 复制到配置参数中。Puppeteer 通过在打开页面的时候注入 Cookie 从而模拟登录态：

// Write cookies to solve the login status problemif (options.cookies && options.cookies.length) {  await page.setCookie(...options.cookies);  await page.cookies(options.pageUrl);  await sleep(1000);}

4.4 DOM 节点配置

这是获取优质骨架图的要点，通过设置以下几个 dom 节点属性，在骨架图中对某些节点进行移除、忽略和指定背景色的操作，去除冗余节点的干扰，从而使得骨架图效果达到最佳。

参数名称	说明
data-skeleton-remove	指定进行移除的 dom 节点属性
data-skeleton-bgcolor	指定在某 dom 节点中添加的背景色
data-skeleton-ignore	指定忽略不进行任何处理的 dom 节点属性
data-skeleton-empty	将某dom的innerHTML置为空字符串

示例：

<div data-skeleton-remove><span>abcspan>div><div data-skeleton-bgcolor="#EE00EE"><span>abcspan>div><div data-skeleton-ignore><span>abcspan>div><div data-skeleton-empty><span>abcspan>div>

5. 开发骨架屏生成平台

有了骨架屏生成工具，我们可以非常方便的接入第三方平台，例如我们使用 egg.js 开发骨架屏生成平台，用户输入页面链接，自动生成对应骨架屏。关键代码：

const getSkeleton = require('awesome-skeleton');class SkeletonService extends Service {  async generator(params) {    try {      const result = await getSkeleton(params);      return {        success: true,        ...result,      };    } catch (e) {            ...    }  }}

页面效果：

骨架屏配置：

6. 参与贡献

Github：https://github.com/kaola-fed/awesome-skeleton

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