梅须逊雪三分白，雪却输梅一段香——CSS动画与JavaScript动画

news2024/11/23 6:05:01

CSS动画并不是绝对比JavaScript动画性能更优越，开源动画库Velocity.js等就展现了强劲的性能。

一、两者的主要区别

先开门见山的说说两者之间的区别。

1）CSS动画：

基于CSS的动画一般由浏览器“主线程”之外的独立线程处理，在其中执行样式、布局、绘制和 JavaScript。

使用CSS动画，允许对单个动画关键帧、持续时间和迭代进行更多控制。

但缺乏表现力，并且很难有意义地组织动画，这意味着创造动画会带来较高的复杂度和错误率。

2）JavaScript动画：

在浏览器主线程的JavaScript中运行，主线程已经忙于运行其他的JavaScript，样式的计算，布局还有绘制。线程内存在资源竞争，这实质上增加了掉帧的风险。

基于JavaScript的动画灵活性更高，完全控制元素在每个步骤，能更好的实现复杂的动画和大量的交互（例如当要求所有的元素在页面加载时顺次加载显示出来）

对于多元素多步骤的动画序列、交互拖拽动画等，用JavaScript实现则是上选。

二、页面渲染

1）步骤

为了能让动画高性能的执行，得先了解一下页面渲染。

页面渲染的一般过程为JavaScript > 计算样式 > 布局 > 绘制 > 渲染层合并。

Layout：计算每个DOM元素最终在屏幕上显示的大小和位置。页面中一个元素的布局发生变化，会联动地引发其他元素的布局发生变化。

Paint：绘制文字、颜色、边框和阴影等，也就是一个DOM元素所有的可视效果。这个绘制过程可能会在多个层上完成的。

Composite：在每个层上完成绘制之后，浏览器会将所有层按照合理的顺序合并成一个图层，然后显示在屏幕上。

2）优化

Layout(重排)和Paint(重绘)是整个环节中最为耗时的两环，所以我们尽量避免着这两个环节。

为了实现上述效果，就需要只使用那些仅触发Composite的属性。

可以选择transform和opacity，animate.css中很多的动画都是用这两个属性实现的。

从Css Triggers的网页中可以看到两个属性的描述：

多层绘制方式的好处是，使用tranform来实现移动效果的元素将会被正常绘制，同时不会触发对其他元素的绘制。

《H5动画60fps之路》中通过一张图，总结了一些针对性的优化方法：

优化方法中提到了一个属性will-change，可以将元素提升为合成层，不过兼容性不太友好。

对于不支持此属性的，可以使用一个3D transform属性来强制浏览器创建一个新的渲染层，也就是人们常说的硬件加速。

.css{
  transform: translate3d(0,0,0);
}

过一个大转盘抽奖的项目，当使用“transform:rotate(0deg)”没有创建一个新的渲染层，那么就会在不停的重绘，高亮的地方就是重绘。

当改用“transform:rotate3d(0,0,1,0deg)”新增一个渲染层后，只会重绘一次，在电脑上看不出性能区别，在手机上就会非常明显，卡的不能动。

3）工具

在Chrome浏览器中，有工具可以查看到重绘与合成层。

Paint Flashing：就是看重绘，重绘的地方会高亮。

Layer Borders：黄褐色就是合成层，青色的细线是浏览器渲染时候的“瓦片”，浏览器绘制页面的时候只会绘制可视区域一定范围内的瓦片，以节省性能开销。

三、动画相关事件

1）CSS动画事件

CSS动画有两种方式设置Transition过渡和Animation。

与过渡相关事件只有一个TransitionEnd，也就是在过渡结束后触发。

与animation相关事件有三个，animationstart、animationiteration与animationend。

两个动作相关的事件比较少，所以控制动画非常有限制，应对复杂场景蛮吃力的。

2）requestAnimationFrame

requestAnimationFrame函数就是针对动画效果的API，与显示器固定的刷新频率保持同步，利用这个刷新频率进行页面重绘，一般来说，这个频率为每秒60帧。

此外，一旦页面不处于浏览器的当前标签，就会自动停止刷新，这就节省了CPU、GPU和电力。

这个函数是在主线程上完成，如果主线程非常繁忙，那么动画效果会降低。

我们常用的setInterval、setTimeout是开发者主动要求浏览器去绘制，因为动画不会与屏幕的刷新率同步，很可能出现抖动和跳帧。

各个浏览器对此函数的支持程度不一样，可能需要添加前缀，也可能需要Polyfill一下。

window.requestAnimFrame = (function() {
  return window.requestAnimationFrame ||
    window.webkitRequestAnimationFrame ||
    window.mozRequestAnimationFrame ||
    window.oRequestAnimationFrame ||
    window.msRequestAnimationFrame ||
    function(callback) {
      window.setTimeout(callback, 1000 / 60);
    };
})();

上面的代码按照1秒钟60次（大约每16.7毫秒一次），来模拟requestAnimationFrame。

参考资料：

JavaScript动画漫谈

CSS3动画和js动画各有什么优劣

CSS vs JS动画：谁更快？

CSS 对比 JavaScript 动画

CSS VS JavaScript动画

前端性能优化之更平滑的动画

简化绘制的复杂度、减小绘制区域

优先使用渲染层合并属性、控制层数量

动画与性能

补间动画