高性能 CSS3 动画

• 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

1. 高性能 CSS3 动画
3. 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。
5. 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。
7. 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。
9. 目前对提升移动端CSS3动画体验的主要方法有几点：
11. 尽可能多的利用硬件能力，如使用3D变形来开启GPU加速
13. -webkit-transform: translate3d(0, 0, 0);
14. -moz-transform: translate3d(0, 0, 0);
15. -ms-transform: translate3d(0, 0, 0);
16. transform: translate3d(0, 0, 0);
17. 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：
19. -webkit-backface-visibility: hidden;
20. -moz-backface-visibility: hidden;
21. -ms-backface-visibility: hidden;
22. backface-visibility: hidden;
24. -webkit-perspective: 1000;
25. -moz-perspective: 1000;
26. -ms-perspective: 1000;
27. perspective: 1000;
28. 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：
30. #ball-1 {
31.   transition: -webkit-transform .5s ease;
32.   -webkit-transform: translate3d(0, 0, 0);
33. }
34. #ball-1.slidein {
35.   -webkit-transform: translate3d(500px, 0, 0);
36. }
39. #ball-2 {
40.   transition: left .5s ease;
41.   left: 0;
42. }
43. #ball-2.slidein {
44.   left: 500px;
45. }
46. 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
48. 尽可能少的使用box-shadows与gradients
50. 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。
52. 尽可能的让动画元素不在文档流中，以减少重排
54. position: fixed;
55. position: absolute;
56. 优化 DOM layout 性能
58. 我们从实例开始描述这个主题：
60. var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;
61. aDiv.style.width = newWidth + 'px';
62. var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10;
63. aDiv.style.height = newHeight + 'px';
65. var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;
66. var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10;
67. aDiv.style.width = newWidth + 'px';
68. aDiv.style.height = newHeight + 'px';
69. 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：
71. // 触发两次 layout
72. var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;   // Read
73. aDiv.style.width = newWidth + 'px';     // Write
74. var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10; // Read
75. aDiv.style.height = newHeight + 'px';   // Write
77. // 只触发一次 layout
78. var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;   // Read
79. var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10; // Read
80. aDiv.style.width = newWidth + 'px';     // Write
81. aDiv.style.height = newHeight + 'px';   // Write
82. 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。
84. 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。
86. 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）？
88. 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：
90. void Document::updateLayout()
91. {
92.     ASSERT(isMainThread());
94.     FrameView* frameView = view();
95.     if (frameView && frameView->isInLayout()) {
96.         ASSERT_NOT_REACHED();
97.         return;
98.     }
100.     if (Element* oe = ownerElement())
101.         oe->document()->updateLayout();
103.     updateStyleIfNeeded();
105.     StackStats::LayoutCheckPoint layoutCheckPoint;
107.     if (frameView && renderer() && (frameView->layoutPending() || renderer()->needsLayout()))
108.         frameView->layout();
110.     if (m_focusedNode && !m_didPostCheckFocusedNodeTask) {
111.         postTask(CheckFocusedNodeTask::create());
112.         m_didPostCheckFocusedNodeTask = true;
113.     }
114. }
117. void Document::updateLayoutIgnorePendingStylesheets()
118. {
119.     bool oldIgnore = m_ignorePendingStylesheets;
121.     if (!haveStylesheetsLoaded()) {
122.         m_ignorePendingStylesheets = true;
124.         HTMLElement* bodyElement = body();
125.         if (bodyElement && !bodyElement->renderer() && m_pendingSheetLayout == NoLayoutWithPendingSheets) {
126.             m_pendingSheetLayout = DidLayoutWithPendingSheets;
127.             styleResolverChanged(RecalcStyleImmediately);
128.         } else if (m_hasNodesWithPlaceholderStyle)
129.             recalcStyle(Force);
130.     }
132.     updateLayout();
134.     m_ignorePendingStylesheets = oldIgnore;
135. }
136. 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。
138. 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：
140. Element: clientHeight, clientLeft, clientTop, clientWidth, focus(), getBoundingClientRect(), getClientRects(), innerText, offsetHeight, offsetLeft, offsetParent, offsetTop, offsetWidth, outerText, scrollByLines(), scrollByPages(), scrollHeight, scrollIntoView(), scrollIntoViewIfNeeded(), scrollLeft, scrollTop, scrollWidth
142. Frame, HTMLImageElement: height, width
144. Range: getBoundingClientRect(), getClientRects()
146. SVGLocatable: computeCTM(), getBBox()
148. SVGTextContent: getCharNumAtPosition(), getComputedTextLength(), getEndPositionOfChar(), getExtentOfChar(), getNumberOfChars(), getRotationOfChar(), getStartPositionOfChar(), getSubStringLength(), selectSubString()
150. SVGUse: instanceRoot
152. window: getComputedStyle(), scrollBy(), scrollTo(), scrollX, scrollY, webkitConvertPointFromNodeToPage(), webkitConvertPointFromPageToNode()
154. 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~

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