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浏览器实现移动端高性能css3动画

Y2J
Y2J 原创
2017-05-23 10:40:55 2400浏览

在现有的前端动画体系中,通常有两种模式:js动画与css3动画。 js动画是通过js动态改写样式实现动画能力的一种方案,在pc端兼容低端浏览器中不失为一种推荐方案。 而在移动端,我们选择性能更优浏览器原生实现方案:css3动画

高性能移动Web相较PC的场景需要考虑的因素也相对更多更复杂,我们总结为以下几点: 流量、功耗与流畅度。 在PC时代我们更多的是考虑体验上的流畅度,而在Mobile端本身丰富的场景下,需要额外关注对用户基站网络流量使用的情况,设备耗电量的情况。

关于流畅度,主要体现在前端动画中,在现有的前端动画体系中,通常有两种模式:js动画与css3动画。 js动画是通过js动态改写样式实现动画能力的一种方案,在pc端兼容低端浏览器中不失为一种推荐方案。 而在移动端,我们选择性能更优浏览器原生实现方案:css3动画。
然而,CSS3动画在移动多终端设备场景下,相比PC会面对更多的性能问题,主要体现在动画的卡顿与闪烁。
目前对提升移动端CSS3动画体验的主要方法有几点:

尽可能多的利用硬件能力,如使用3D变形来开启GPU加速

代码如下:

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

如动画过程有闪烁(通常发生在动画开始的时候),可以尝试下面的Hack:

代码如下:

-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;

如下面一个元素通过translate3d右移500px的动画流畅度会明显优于使用left属性

代码如下:

#b
all-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变形会消耗更多的内存与功耗,应确实有性能问题时才去使用它,兼在权衡

尽可能少的使用box-shadows与gradients

box-shadows与gradients往往都是页面的性能杀手,尤其是在一个元素同时都使用了它们,所以拥抱扁平化设计吧。
尽可能的让动画元素不在文档流中,以减少重排

代码如下:

position: fixed;
position: absolute;

优化 DOM layout 性能

我们从实例开始描述这个主题:

代码如下:

var newWidth = ap.offset Width + 10;
ap.style.width = newWidth + 'px';
var newHeight = ap.offsetHeight + 10;
ap.style.height = newHeight + 'px';
var newWidth = ap.offsetWidth + 10;
var newHeight = ap.offsetHeight + 10;
ap.style.width = newWidth + 'px';
ap.style.height = newHeight + 'px';

这是两段能力上完全等同的代码,显式的差异正如我们所见,只有执行顺序的区别。但真是如此吗?下面是加了说明注释的代码版本,很好的阐述了其中的进一步差异:

代码如下:

// 触发两次 layout
var newWidth = ap.offsetWidth + 10;   // Read
ap.style.width = newWidth + 'px';     // Write
var newHeight = ap.offsetHeight + 10; // Read
ap.style.height = newHeight + 'px';   // Write
// 只触发一次 layout
var newWidth = ap.offsetWidth + 10;   // Read
var newHeight = ap.offsetHeight + 10; // Read
ap.style.width = newWidth + 'px';     // Write
ap.style.height = newHeight + 'px';   // Write

从注释中可找到规律,连续的读取offsetWidth/Height属性与连续的设置width/height属性,相比分别读取设置单个属性可少触发一次layout。
从结论看似乎与执行队列有关,没错,这是浏览器的优化策略。所有可触发layout的操作都会被暂时放入 layout-queue 中,等到必须更新的时候,再计算整个队列中所有操作影响的结果,如此就可只进行一次的layout,从而提升性能。
关键一,可触发layout的操作,哪些操作下会layout的更新(也称为reflow或者relayout)?
我们从浏览器的源码实现入手,以开源Webkit/Blink为例, 对layout的更新,Webkit 主要通过 Document::updateLayout 与Document::updateLayoutIgnorePendingStylesheets 两个方法:

代码如下:

void Document::updateLayout()
{
    ASSERT(is
Main
Thread());
    FrameView* frameView = view();
    
if
 (frameView && frameView->isInLayout()) {
        ASSERT_NOT_R
EACH
ED();
        
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 = Di
dL
ayoutWithPendingSheets;
            styleResolverChanged(RecalcStyleImmediately);
        } 
else
 if (m_hasNodesWithPlaceholderStyle)
            recalcStyle(Force);
    }
    updateLayout();
    m_ignorePendingStylesheets = oldIgnore;
}

从 updateLayoutIgnorePendingStylesheets 方法的内部实现可知,其也是对 updateLayout 方法的扩展,并且在现有的 layout 更新模式中,大部分场景都是调用 updateLayoutIgnorePendingStylesheets 来进行layout的更新。
搜索 Webkit 实现中调用 updateLayoutIgnorePendingStylesheets 方法的代码, 得到以下可导致触发 layout 的操作:

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()

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