性能优化之动画

Posted 烟火

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了性能优化之动画相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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absolutefixed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

以上是关于性能优化之动画的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Flash性能——游戏性能优化

Unity3D性能优化之资源导入标准和属性设置篇

前端面试题之性能优化篇

前端优化之动画为什么要尽量用css3代替js

性能优化之Java(Android)代码优化

性能优化之Java(Android)代码优化