性能优化之动画

Posted 2020-09-26 烟火

首先你要搞清浏览器的渲染流程，如图

详细步骤：

1. 浏览器解析(包括html,SVG,XHTML,CSS,javascript等等)
   • 解析HTML代码，构建Document Object Model (DOM)
   • 解析CSS代码，构建CSS Object Model (CSSOM)
   • 依据DOM和CSSOM，计算每个元素的最终样式并生成渲染树
2. 布局阶段
   • 在知道对一个元素应用哪些规则之后，浏览器即可开始计算它要占据的空间大小及其在屏幕的位置。
3. 绘制元素
   • 绘制是填充像素的过程。它涉及绘出文本、颜色、图像、边框和阴影，基本上包括元素的每个可视部分。绘制一般是在多个层上完成的。
4. 合并渲染层
   • 由于页面的各部分可能被绘制到多层，因此它们需要按正确顺序绘制到屏幕上，以便正确渲染页面。

这四步里面，第一步和第四步都非常快，耗时的是第二步和第三步。

"生成布局"（flow）和"绘制"（paint）这两步，合称为"渲染"（render）。

 

其次，你得明白修改 DOM 、修改样式表、和用户交互的过程中，会触发页面重新渲染。

重新渲染，就需要重新生成布局和重新绘制。前者叫做"重排"（reflow），后者叫做"重绘"（repaint）。

需要注意的是，"重绘"不一定需要"重排"，比如改变某个网页元素的颜色，就只会触发"重绘"，不会触发"重排"，因为布局没有改变。但是，"重排"必然导致"重绘"，比如改变一个网页元素的位置，就会同时触发"重排"和"重绘"，因为布局改变了。

 

有一些技巧，可以降低浏览器重新渲染的频率和成本。比如尽量少用 table，因为table元素的重排和重绘成本，要高于div元素，

此外还有：

第一条，DOM 的多个读操作（或多个写操作），应该放在一起。不要两个读操作之间，加入一个写操作。

// bad
div.style.left = div.offsetLeft + 10 + "px";
div.style.top = div.offsetTop + 10 + "px";

// good
var left = div.offsetLeft;
var top  = div.offsetTop;
div.style.left = left + 10 + "px";
div.style.top = top + 10 + "px";

第二条，如果某个样式是通过重排得到的，那么最好缓存结果。避免下一次用到的时候，浏览器又要重排。

第三条，不要一条条地改变样式，而要通过改变class，或者csstext属性，一次性地改变样式。

// bad
var left = 10;
var top = 10;
el.style.left = left + "px";
el.style.top  = top  + "px";

// good
el.style.cssText += "; left: " + left + "px; top: " + top + "px;";

第四条，尽量使用离线DOM，而不是真实的网面DOM，来改变元素样式。比如，操作Document Fragment对象，完成后再把这个对象加入DOM。

第五条，先将元素设为display: none（需要1次重排和重绘），然后对这个节点进行100次操作，最后再恢复显示（需要1次重排和重绘）。这样一来，你就用两次重新渲染，取代了可能高达100次的重新渲染。

第六条，position属性为absolute或fixed的元素，重排的开销会比较小，因为不用考虑它对其他元素的影响。

第七条，只在必要的时候，才将元素的display属性为可见，因为不可见的元素不影响重排和重绘。另外，visibility : hidden的元素只对重绘有影响，不影响重排。

第八条，使用虚拟DOM的脚本库，比如React等。

第九条，使用 window.requestAnimationFrame()、window.requestIdleCallback() 这两个方法调节重新渲染。

 

下面，聊聊动画，众所周知，只有当帧率不小于60次/秒的时候，动画才会如丝绸般顺滑。

那么先了解一下把一帧渲染到页面上的流程，如图

• JavaScript/CSS Animations、Transitions 和 Web Animation API。都实现一些视觉变化的效果，但尽量使用开销小的 CSS 动画
• 样式计算。此过程是根据匹配选择器计算出哪些元素应用哪些 CSS 规则的过程。
• 布局。在知道对一个元素应用哪些规则之后，浏览器即可开始计算它要占据的空间大小及其在屏幕的位置。
• 绘制。绘制是填充像素的过程。它涉及绘出文本、颜色、图像、边框和阴影，基本上包括元素的每个可视部分。绘制一般是在多个表面（通常称为层）上完成的。
• 合成。由于页面的各部分可能被绘制到多层，由此它们需要按正确顺序绘制到屏幕上，以便正确渲染页面。

这种方式是开销最大的，尽量避免！

触发条件：修改了元素的“layout”属性，也就是改变了元素的几何属性（例如宽度、高度、左侧或顶部位置等），那么浏览器将必须检查所有其他元素，然后“自动重排”页面。任何受影响的部分都需要重新绘制，而且最终绘制的元素需进行合成。

第二种，如图

这种开销次之。

触发条件：修改了“paint only”属性（例如背景图片、文字颜色或阴影等），即不会影响页面布局的属性，则浏览器会跳过布局，但仍将执行绘制。

 第三种

这种开销最小，最适合于应用生命周期中的高压力点，例如动画或滚动！

这种可以避免重排和重绘，只需要改变合成的方式，就是我们的终极目标！

那怎么才能实现这个目标呢？你需要满足以下条件：

一、坚持使用 transforms 和 opacity 属性更改来实现动画。

因为只有 transforms 和 opacity 才是可以由合成器单独处理的属性！

 

使用 transform 和 opacity 时要注意的是，您更改这些属性所在的元素应处于其自身的合成器层。要做一个层，您必须提升元素，提升方法往下看

二、使用 will-change 或 translateZ 提升移动的元素

.moving-element {
  will-change: transform;
}

/*或者，对于旧版浏览器，或者不支持 will-change 的浏览器 */
.moving-element {
  transform: translateZ(0);
}

这可以提前警示浏览器即将出现更改，根据您打算更改的元素，浏览器可能可以预先安排，如创建合成器层。

三、避免过度使用提升规则，因为每个层都需要内存和管理开销！

 

 

http://www.ruanyifeng.com/blog/2015/09/web-page-performance-in-depth.html

https://developers.google.com/web/fundamentals/performance/rendering/avoid-large-complex-layouts-and-layout-thrashing?hl=zh-cn

https://developers.google.com/web/fundamentals/performance/rendering/stick-to-compositor-only-properties-and-manage-layer-count