前端動畫必知必會：React 和 Vue 都在用的 FLIP 思想實戰

前言

在 Vue 的官網中的過渡動畫章節中，能夠看到一個很酷炫的動畫效果

乍一看，讓咱們手寫出這個邏輯應該是很是複雜的，先看看本文最後要實現的效果吧，和這個案例是很是相似的。

預覽

 

分析需求

拿到了這個需求，第一直覺是怎麼作？假設第一行第一個圖片移動到了第二行第三列，是否是要計算出第一行的高度，再計算出第二行前兩個元素的寬度，而後從初始的座標點經過 CSS 或者一些動畫 API 移動過去？這樣作是能夠，可是在圖片不定高不定寬，而且一次要移動不少圖片狀況下，這個計算方法就很是複雜了。而且這種狀況下，圖片的座標都須要咱們手動管理，很是不利於維護和擴展。

換種思路，能不能直接很天然的把 DOM 元素經過原生 API 添加到 DOM 樹中，而後讓瀏覽器幫咱們好這個終點值，最後咱們再動畫位移過去？

在文檔裏咱們發現一個名詞：FLIP，這給了咱們一個線索，是否是用這個玩意就能夠寫出這個動畫呢？

答案是確定的

FLIP

FLIP 到底是什麼東西呢？先看下它的定義：

First

即將作動畫的元素的初始狀態（好比位置、透明度等等）。

Last

即將作動畫的元素的最終狀態。

Invert

這一步比較關鍵，假設咱們圖片的初始位置是 左: 0, 上：0，元素動畫後的最終位置是 左：100, 上100，那麼很明顯這個元素是向右下角運動了 100px。

可是，此時咱們不按照常規思惟去先計算它的最終位置，而後再命令元素從 0, 0 運動到 100, 100，而是先讓元素本身移動過去（好比在 Vue 中用數據來驅動，在數組前面追加幾個圖片，以前的圖片就本身移動到下面去了）。

這裏有一個關鍵的知識點要注意了。

DOM 元素屬性的改變（好比 left、right、 transform 等等），會被集中起來延遲到瀏覽器的下一幀統一渲染，因此咱們能夠獲得一個這樣的中間時間點：DOM 狀態（位置信息）改變了，而瀏覽器還沒渲染。

有了這個前置條件，咱們就能夠保證先讓 Vue 去操做 DOM 變動，此時瀏覽器還未渲染，咱們已經能獲得 DOM 狀態變動後的位置了。

說的具體點，假設咱們的圖片是一行兩個排列，圖片數組初始化的狀態是 [img1, img2，此時咱們往數組頭部追加兩個元素 [img3, img4, img1, img2]，那麼 img1 和 img2 就天然而然的被擠到下一行去了。

假設 img1 的初始位置是 0, 0，被數據驅動致使的 DOM 改變擠下去後的位置是 100, 100，那麼此時瀏覽器尚未渲染，咱們能夠在這個時間點把 img1.style.transform = translate(-100px, -100px)，讓它 先 Invert 倒置回位移前的位置。

Play

倒置了之後，想要讓它作動畫就很簡單了，再讓它回到 0, 0 的位置便可，本文會採用最新的 Web Animation API 來實現最後的 Play。

實現

首先圖片渲染很簡單，就讓圖片經過簡單的排成 4 列便可：

.wrap {
  display: flex;
  flex-wrap: wrap;
}

.img {
  width: 25%;
}

<div v-else class="wrap">
  <div class="img-wrap" v-for="src in imgs" :key="src">
    <img ref="imgs" class="img" :src="src" />
  </div>
</div>

那麼關鍵點就在於怎麼往這個 imgs 數組裏追加元素後，作一個流暢的路徑動畫。

咱們來實現追加圖片的方法 add：

async add() {
  const newData = this.getSister()
  await preload(newData)
}

首先隨機的取出幾張圖片做爲待放入數組的元素，利用 new Image 預加載這些圖片，防止渲染一堆空白圖片到屏幕上。

而後定義一個計算一組 DOM 元素位置的函數 getRects，利用 getBoundingClientRect 能夠得到最新的位置信息，這個方法在接下來獲取圖片元素舊位置和新位置時都要使用。

function getRects(doms) {
  return doms.map((dom) => {
    const rect = dom.getBoundingClientRect()
    const { left, top } = rect
    return { left, top }
  })
}

// 當前已有的圖片
const prevImgs = this.$refs.imgs.slice()
const prevPositions = getRects(prevImgs)

記錄完圖片的舊位置後，就能夠向數組裏追加新的圖片了：

this.imgs = newData.concat(this.imgs)

隨後就是比較關鍵的點了，咱們知道 Vue 是異步渲染的，也就是改變了這個 imgs 數組後不會馬上發生 DOM 的變更，此時咱們要用到 nextTick 這個 API，這個 API 把你傳入的回調函數放進了 microTask 隊列，正如上文提到的事件循環的文章裏所說，microTask隊列的執行必定發生在瀏覽器從新渲染前。

因爲先調用了 this.imgs = newData.concat(this.imgs) 這段代碼，觸發了 Vue 的響應式依賴更新，此時 Vue 內部會把本次 DOM 更新的渲染函數先放到 microTask隊列中，此時的隊列是[changeDOM]。

調用了 nextTick(callback) 後，這個callback函數也會被追加到隊列中，此時的隊列是 [changeDOM, callback]。

這下聰明的你確定就明白了，爲何 nextTick的回調函數裏必定能獲取到最新的 DOM 元素，此時新加入圖片的 DOM 已經在 DOM 樹中，可是屏幕尚未發生繪製，調用 getBoundingClientRect 能夠觸發「強制同步佈局」，此後的代碼裏就能夠獲取到 DOM 在屏幕預計出現的準確位置。（注意，位置信息是最新的，可是屏幕上並無發生繪製）

因爲咱們以前保存了圖片元素節點的數組 prevImgs，因此在 nextTick 裏對這些舊圖片再調用一次 getRect 方法，獲取到的就是舊圖片的最新位置了。

async add() {
  // 最新 DOM 狀態
  this.$nextTick(() => {
    // 再調用一樣的方法獲取最新的元素位置
    const currentPositions = getRects(prevImgs)
  })
},

此時咱們已經擁有了 Invert 步驟的關鍵信息，新位置和舊位置，那麼接下來就很簡單了，把圖片數組循環作一個倒置後 Play的動畫便可。
InvertPlay

prevImgs.forEach((imgRef, imgIndex) => {
  const currentPosition = currentPositions[imgIndex]
  const prevPosition = prevPositions[imgIndex]

  // 倒置後的位置，雖然圖片移動到最新位置了，但你先給我回去，等着我來讓你作動畫。
  const invert = {
    left: prevPosition.left - currentPosition.left,
    top: prevPosition.top - currentPosition.top,
  }

  const keyframes = [
    // 初始位置是倒置後的位置
    {
      transform: `translate(${invert.left}px, ${invert.top}px)`,
    },
    // 圖片更新後原本應該在的位置
    { transform: "translate(0)" },
  ]

  const options = {
    duration: 300,
    easing: "cubic-bezier(0,0,0.32,1)",
  }

  // 開始運動！
  const animation = imgRef.animate(keyframes, options)
})

此時一個很是流暢的路徑動畫效果就完成了。

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完整實現以下：

async add() {
  const newData = this.getSister()
  await preload(newData)

  const prevImgs = this.$refs.imgs.slice()
  const prevPositions = getRects(prevImgs)

  this.imgs = newData.concat(this.imgs)

  this.$nextTick(() => {
    const currentPositions = getRects(prevImgs)

    prevImgs.forEach((imgRef, imgIndex) => {
      const currentPosition = currentPositions[imgIndex]
      const prevPosition = prevPositions[imgIndex]

      const invert = {
        left: prevPosition.left - currentPosition.left,
        top: prevPosition.top - currentPosition.top,
      }

      const keyframes = [
        {
          transform: `translate(${invert.left}px, ${invert.top}px)`,
        },
        { transform: "translate(0)" },
      ]

      const options = {
        duration: 300,
        easing: "cubic-bezier(0,0,0.32,1)",
      }

      const animation = imgRef.animate(keyframes, options)
    })
  })
},

亂序

如今咱們想要實現官網 demo 中的 shuffle 效果，有了追加圖片邏輯的鋪墊，是否是已經以爲思路如泉涌了？沒錯，即便圖片被打亂的再厲害，只要咱們有「圖片開始時的位置」和「圖片結束時的位置」，那就能夠輕鬆作到路徑動畫。

如今咱們須要作的是把動畫的邏輯抽離出來，咱們分析一下整條鏈路：

保存舊位置 -> 改變數據驅動視圖更新 -> 得到新位置 -> 利用 FLIP 作動畫

其實外部只須要傳入一個 update 方法告訴咱們如何去更新圖片數組，就能夠把這個邏輯徹底抽象到一個函數裏去。

scheduleAnimation(update) {
  // 獲取舊圖片的位置
  const prevImgs = this.$refs.imgs.slice()
  const prevSrcRectMap = createSrcRectMap(prevImgs)
  // 更新數據
  update()
  // DOM更新後
  this.$nextTick(() => {
    const currentSrcRectMap = createSrcRectMap(prevImgs)
    Object.keys(prevSrcRectMap).forEach((src) => {
      const currentRect = currentSrcRectMap[src]
      const prevRect = prevSrcRectMap[src]

      const invert = {
        left: prevRect.left - currentRect.left,
        top: prevRect.top - currentRect.top,
      }

      const keyframes = [
        {
          transform: `translate(${invert.left}px, ${invert.top}px)`,
        },
        { transform: "" },
      ]
      const options = {
        duration: 300,
        easing: "cubic-bezier(0,0,0.32,1)",
      }

      const animation = currentRect.img.animate(keyframes, options)
    })
  })
}

那麼追加圖片和亂序的函數就變得很是簡單了：

// 追加圖片
async add() {
  const newData = this.getSister()
  await preload(newData)
  this.scheduleAnimation(() => {
    this.imgs = newData.concat(this.imgs)
  })
},
// 亂序圖片
shuffle() {
  this.scheduleAnimation(() => {
    this.imgs = shuffle(this.imgs)
  })
}

總結

FLIP

FLIP 不光能夠作位置變化的動畫，對於透明度、寬高等等也同樣能夠很輕鬆的實現。

好比電商平臺中常常會出現一個動畫，點擊一張商品圖片後，商品從它原本的位置慢慢的放大成了一張完整的頁面。

FLIP的思路掌握後，只要你知道元素動畫前的狀態和元素動畫後的狀態，你均可以輕鬆的經過「倒置狀態」後，讓它們作一個流暢的動畫後到達目的地，而且此時的 DOM 狀態是很乾淨的，而不是經過大量計算的方式強迫它從 0, 0 位移到 100, 100，而且讓 DOM 樣式上留下 transform: translate(100px, 100px) 相似的字樣。

Web Animation

利用 Web Animation API 可讓咱們用 JavaScript 更加直觀的描述咱們須要元素去作的動畫，想象一下這個需求若是用 CSS 來作，咱們大概會這樣去完成這個需求：

const currentImgStyle = currentRect.img.style
currentImgStyle.transform = `translate(${invert.left}px, ${invert.top}px)`
currentImgStyle.transitionDuration = "0s"

this._reflow = document.body.offsetHeight

currentRect.img.classList.add("move")

currentImgStyle.transform = currentRect.img.style.transitionDuration = ""

currentRect.img.addEventListener("transitionend", () => {
  currentRect.img.classList.remove("move")
})

這是選擇用比較原生的方式去控制 CSS 樣式實現的 FLIP 動畫，這段代碼讓我以爲不舒服的點在於：

1. 須要經過 class 的增長和刪除來和 CSS 來進行交互，總體流程不太符合直覺。
2. 須要監聽動畫完成事件，而且作一些清理操做，容易遺漏。
3. 須要利用 document.body.offsetHeight 這樣的方式觸發 強制同步佈局，比較 hack 的知識點。
4. 須要利用 this._reflow = document.body.offsetHeight 這樣的方式向元素實例上增長一個沒有意義的屬性，防止被 Rollup 等打包工具 tree-shaking 誤刪。 比較 hack 的知識點 +1。

而利用 Web Animation API 的代碼則變得很是符合直覺和易於維護：

const keyframes = [
  {
    transform: `translate(${invert.left}px, ${invert.top}px)`,
  },
  { transform: "" },
]
const options = {
  duration: 300,
  easing: "cubic-bezier(0,0,0.32,1)",
}

const animation = currentRect.img.animate(keyframes, options)

關於兼容性問題，W3C 已經提供了 Web Animation API Polyfill，能夠放心大膽的使用。

期待在不久的將來，咱們能夠拋棄舊的動畫模式，迎接這種更新更好的 API。

但願這篇文章能讓對動畫發愁的你有一些收穫，謝謝！