代码改变世界

高性能 CSS3 动画

2014-08-11 14:47  臭小子1983  阅读(191)  评论(0)  编辑  收藏  举报
　　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

1 -webkit-transform: translate3d(0, 0, 0);
2 -moz-transform: translate3d(0, 0, 0);
3 -ms-transform: translate3d(0, 0, 0);
4 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：

1 -webkit-backface-visibility: hidden;
2 -moz-backface-visibility: hidden;
3 -ms-backface-visibility: hidden;
4 backface-visibility: hidden;
5  
6 -webkit-perspective: 1000;
7 -moz-perspective: 1000;
8 -ms-perspective: 1000;
9 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：

 1 #ball-1 {
 2   transition: -webkit-transform .5s ease;
 3   -webkit-transform: translate3d(0, 0, 0);
 4 }
 5 #ball-1.slidein {
 6   -webkit-transform: translate3d(500px, 0, 0);
 7 }
 8  
 9 #ball-2 {
10   transition: left .5s ease;
11   left：0;
12 }
13 #ball-2.slidein {
14   left：500px;
15 }

 

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

1 position: fixed;
2 position: absolute;

 

优化 DOM layout 性能

我们从实例开始描述这个主题：

1 var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;
2 aDiv.style.width = newWidth + 'px';
3 var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10;
4 aDiv.style.height = newHeight + 'px';
5  
6 var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;
7 var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10;
8 aDiv.style.width = newWidth + 'px';
9 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：

 1 // 触发两次 layout
 2 var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;   // Read
 3 aDiv.style.width = newWidth + 'px';     // Write
 4 var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10; // Read
 5 aDiv.style.height = newHeight + 'px';   // Write
 6  
 7 // 只触发一次 layout
 8 var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;   // Read
 9 var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10; // Read
10 aDiv.style.width = newWidth + 'px';     // Write
11 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：

 1 void Document::updateLayout()
 2 {
 3     ASSERT(isMainThread());
 4  
 5     FrameView* frameView = view();
 6     if (frameView && frameView->isInLayout()) {
 7         ASSERT_NOT_REACHED();
 8         return;
 9     }
10  
11     if (Element* oe = ownerElement())
12         oe->document()->updateLayout();
13  
14     updateStyleIfNeeded();
15  
16     StackStats::LayoutCheckPoint layoutCheckPoint;
17  
18     if (frameView && renderer() && (frameView->layoutPending() || renderer()->needsLayout()))
19         frameView->layout();
20  
21     if (m_focusedNode && !m_didPostCheckFocusedNodeTask) {
22         postTask(CheckFocusedNodeTask::create());
23         m_didPostCheckFocusedNodeTask = true;
24     }
25 }
26  
27 void Document::updateLayoutIgnorePendingStylesheets()
28 {
29     bool oldIgnore = m_ignorePendingStylesheets;
30  
31     if (!haveStylesheetsLoaded()) {
32         m_ignorePendingStylesheets = true;
33  
34         HTMLElement* bodyElement = body();
35         if (bodyElement && !bodyElement->renderer() && m_pendingSheetLayout == NoLayoutWithPendingSheets) {
36             m_pendingSheetLayout = DidLayoutWithPendingSheets;
37             styleResolverChanged(RecalcStyleImmediately);
38         } else if (m_hasNodesWithPlaceholderStyle)
39             recalcStyle(Force);
40     }
41  
42     updateLayout();
43  
44     m_ignorePendingStylesheets = oldIgnore;
45 }

 

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~