高性能 CSS3 動畫

高性能 CSS3 動畫

　　高性能移動Web相較PC的場景須要考慮的因素也相對更多更復雜，咱們總結爲如下幾點： 流量、功耗與流暢度。 在PC時代咱們更多的是考慮體驗上的流暢度，而在Mobile端自己豐富的場景下，須要額外關注對用戶基站網絡流量使用的狀況，設備耗電量的狀況。

　　關於流暢度，主要體如今前端動畫中，在現有的前端動畫體系中，一般有兩種模式：JS動畫與CSS3動畫。 JS動畫是經過JS動態改寫樣式實現動畫能力的一種方案，在PC端兼容低端瀏覽器中不失爲一種推薦方案。 而在移動端，咱們選擇性能更優瀏覽器原生實現方案：CSS3動畫。

　　然而，CSS3動畫在移動多終端設備場景下，相比PC會面對更多的性能問題，主要體如今動畫的卡頓與閃爍。

 

目前對提高移動端CSS3動畫體驗的主要方法有幾點：

1. 儘量多的利用硬件能力，如使用3D變形來開啓GPU加速

-webkit-transform: translate3d(0, 0, 0);
-moz-transform: translate3d(0, 0, 0);
-ms-transform: translate3d(0, 0, 0);
transform: translate3d(0, 0, 0);

如動畫過程有閃爍（一般發生在動畫開始的時候），能夠嘗試下面的Hack：

-webkit-backface-visibility: hidden;
-moz-backface-visibility: hidden;
-ms-backface-visibility: hidden;
backface-visibility: hidden;

-webkit-perspective: 1000;
-moz-perspective: 1000;
-ms-perspective: 1000;
perspective: 1000;

以下面一個元素經過translate3d右移500px的動畫流暢度會明顯優於使用left屬性：

#ball-1 {
  transition: -webkit-transform .5s ease;
  -webkit-transform: translate3d(0, 0, 0);
}
#ball-1.slidein {
  -webkit-transform: translate3d(500px, 0, 0);
}


#ball-2 {
  transition: left .5s ease;
  left: 0;
}
#ball-2.slidein {
  left: 500px;
}

 

注：3D變形會消耗更多的內存與功耗，應確實有性能問題時纔去使用它，兼在權衡

2. 儘量少的使用box-shadows與gradients

box-shadows與gradients每每都是頁面的性能殺手，尤爲是在一個元素同時都使用了它們，因此擁抱扁平化設計吧。

3. 儘量的讓動畫元素不在文檔流中，以減小重排

position: fixed;
position: absolute;

4. 優化 DOM layout 性能

咱們從實例開始描述這個主題：

var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;
aDiv.style.width = newWidth + 'px';
var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10;
aDiv.style.height = newHeight + 'px';

var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;
var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10;
aDiv.style.width = newWidth + 'px';
aDiv.style.height = newHeight + 'px';

這是兩段能力上徹底等同的代碼，顯式的差別正如咱們所見，只有執行順序的區別。但真是如此嗎？下面是加了說明註釋的代碼版本，很好的闡述了其中的進一步差別：

// 觸發兩次 layout
var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;   // Read
aDiv.style.width = newWidth + 'px';     // Write
var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10; // Read
aDiv.style.height = newHeight + 'px';   // Write

// 只觸發一次 layout
var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;   // Read
var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10; // Read
aDiv.style.width = newWidth + 'px';     // Write
aDiv.style.height = newHeight + 'px';   // Write

 

從註釋中可找到規律，連續的讀取offsetWidth/Height屬性與連續的設置width/height屬性，相比分別讀取設置單個屬性可少觸發一次layout。

從結論看彷佛與執行隊列有關，沒錯，這是瀏覽器的優化策略。全部可觸發layout的操做都會被暫時放入 layout-queue 中，等到必須更新的時候，再計算整個隊列中全部操做影響的結果，如此就可只進行一次的layout，從而提高性能。

關鍵一，可觸發layout的操做，哪些操做下會layout的更新（也稱爲reflow或者relayout）？

咱們從瀏覽器的源碼實現入手，以開源Webkit/Blink爲例， 對layout的更新，Webkit 主要經過 Document::updateLayout 與 Document::updateLayoutIgnorePendingStylesheets 兩個方法：

 

void Document::updateLayout()
{
    ASSERT(isMainThread());

    FrameView* frameView = view();
    if (frameView && frameView->isInLayout()) {
        ASSERT_NOT_REACHED();
        return;
    }

    if (Element* oe = ownerElement())
        oe->document()->updateLayout();

    updateStyleIfNeeded();

    StackStats::LayoutCheckPoint layoutCheckPoint;

    if (frameView && renderer() && (frameView->layoutPending() || renderer()->needsLayout()))
        frameView->layout();

    if (m_focusedNode && !m_didPostCheckFocusedNodeTask) {
        postTask(CheckFocusedNodeTask::create());
        m_didPostCheckFocusedNodeTask = true;
    }
}


void Document::updateLayoutIgnorePendingStylesheets()
{
    bool oldIgnore = m_ignorePendingStylesheets;

    if (!haveStylesheetsLoaded()) {
        m_ignorePendingStylesheets = true;

        HTMLElement* bodyElement = body();
        if (bodyElement && !bodyElement->renderer() && m_pendingSheetLayout == NoLayoutWithPendingSheets) {
            m_pendingSheetLayout = DidLayoutWithPendingSheets;
            styleResolverChanged(RecalcStyleImmediately);
        } else if (m_hasNodesWithPlaceholderStyle)
            recalcStyle(Force);
    }

    updateLayout();

    m_ignorePendingStylesheets = oldIgnore;
}

 

從 updateLayoutIgnorePendingStylesheets 方法的內部實現可知，其也是對 updateLayout 方法的擴展，而且在現有的 layout 更新模式中，大部分場景都是調用 updateLayoutIgnorePendingStylesheets 來進行layout的更新。

搜索 Webkit 實現中調用 updateLayoutIgnorePendingStylesheets 方法的代碼, 獲得如下可致使觸發 layout 的操做：

• Element: clientHeight, clientLeft, clientTop, clientWidth, focus(), getBoundingClientRect(), getClientRects(), innerText, offsetHeight, offsetLeft, offsetParent, offsetTop, offsetWidth, outerText, scrollByLines(), scrollByPages(), scrollHeight, scrollIntoView(), scrollIntoViewIfNeeded(), scrollLeft, scrollTop, scrollWidth

• Frame, HTMLImageElement: height, width

• Range: getBoundingClientRect(), getClientRects()

• SVGLocatable: computeCTM(), getBBox()

• SVGTextContent: getCharNumAtPosition(), getComputedTextLength(), getEndPositionOfChar(), getExtentOfChar(), getNumberOfChars(), getRotationOfChar(), getStartPositionOfChar(), getSubStringLength(), selectSubString()

• SVGUse: instanceRoot

• window: getComputedStyle(), scrollBy(), scrollTo(), scrollX, scrollY, webkitConvertPointFromNodeToPage(), webkitConvertPointFromPageToNode()