高性能 CSS3 动画

高性能 CSS3 动画

quanyaji 发布于 2013-8-6 22:27

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本帖最后由 quanyaji 于 2013-8-14 16:29 编辑

https://github.com/AlloyTeam/Mar ... e-css3-animation.md

高性能 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

-webkit-transform: 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：

-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：

#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

position: fixed;

position: absolute;

优化 DOM layout 性能

我们从实例开始描述这个主题：

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';

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：

// 触发两次 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

// 只触发一次 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

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：

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;

}

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()

进一步深入Layout，那上文中必须更新的必要条件是什么？ 在 Stoyan Stefanov 的 Rendering: repaint, reflow/relayout, restyle 一文中已做比较详细的解答，可移步了解~

复制代码