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requestAnimationFrame详解-js性能优化

requestAnimationFrame 请求动画帧
它是一个浏览器的宏任务

requestAnimationFrame的用法与settimeout很相似,只是不需要设置时间间隔而已。requestAnimationFrame使用一个回调函数作为参数,这个回调函数会在浏览器重绘之前调用。它返回一个整数,表示定时器的编号,这个值可以传递给cancelAnimationFrame用于取消这个函数的执行

requestAnimationFrame特点
【1】requestAnimationFrame会把每一帧中的所有DOM操作集中起来,在一次重绘或回流中就完成,并且重绘或回流的时间间隔紧紧跟随浏览器的刷新频率,如果系统绘制率是 60Hz,那么回调函数就会16.7ms再 被执行一次,如果绘制频率是75Hz,那么这个间隔时间就变成了 1000/75=13.3ms。换句话说就是,requestAnimationFrame的执行步伐跟着系统的绘制频率走。它能保证回调函数在屏幕每一次的绘制间隔中只被执行一次,这样就不会引起丢帧现象,也不会导致动画出现卡顿的问题。

【2】在隐藏或不可见的元素中,requestAnimationFrame将不会进行重绘或回流,这当然就意味着更少的CPU、GPU和内存使用量

【3】requestAnimationFrame是由浏览器专门为动画提供的API,在运行时浏览器会自动优化方法的调用,并且如果页面不是激活状态下的话,动画会自动暂停,有效节省了CPU开销

跟setTimeout和setInterva的对比
setTimeout和setInterval的问题是,它们都不精确。它们的内在运行机制决定了时间间隔,参数实际上只是指定了把动画代码添加到浏览器UI线程队列中以等待执行的时间。如果队列前面已经加入了其他任务,那动画代码就要等前面的任务完成后再执行

requestAnimationFrame采用系统时间间隔,保持最佳绘制效率,不会因为间隔时间过短,造成过度绘制,增加开销;也不会因为间隔时间太长,使用动画卡顿不流畅,让各种网页动画效果能够有一个统一的刷新机制,从而节省系统资源,提高系统性能,改善视觉效果

IE9-浏览器不支持该方法,可以使用setTimeout来兼容

//简单兼容
if (!window.requestAnimationFrame) {
    requestAnimationFrame = function(fn) {
        setTimeout(fn, 17);
    };    
}
//严格兼容 , 因为setTimeout内部运行也需要时间,以及需要给回调的第一个参数返回时间戳
if(!window.requestAnimationFrame){
    var lastTime = 0;
    window.requestAnimationFrame = function(callback){
        var currTime = new Date().getTime();
        var timeToCall = Math.max(0,16.7-(currTime - lastTime));
        var id  = window.setTimeout(function(){
            callback(currTime + timeToCall);
        },timeToCall);
        lastTime = currTime + timeToCall;
        return id;
    }
}

应用场景

1、监听 scroll 函数

页面滚动事件(scroll)的监听函数,就很适合用这个 api,推迟到下一次重新渲染。

$(window).on('scroll', function () {
  window.requestAnimationFrame(scrollHandler)
})

平滑滚动到页面顶部

const scrollToTop = () => { 
  const c = document.documentElement.scrollTop || document.body.scrollTop 
  if (c > 0) {  
    window.requestAnimationFrame(scrollToTop) 
    window.scrollTo(0, c - c / 8) 
  }
}

scrollToTop()

2、大量数据渲染

比如对十万条数据进行渲染,主要由以下几种方法:

(1)使用定时器

//需要插入的容器
let ul = document.getElementById('container')
// 插入十万条数据
let total = 100000
// 一次插入 20 条
let once = 20
//总页数
let page = total / once
//每条记录的索引
let index = 0
//循环加载数据
function loop(curTotal, curIndex) { 
  if (curTotal <= 0) {  
    return false 
  }  
  //每页多少条
  let pageCount = Math.min(curTotal, once) 
  setTimeout(() => {  
    for (let i = 0; i < pageCount; i++) { 
      let li = document.createElement('li')    
      li.innerText = curIndex + i + ' : ' + ~~(Math.random() * total)    
      ul.appendChild(li)  
    }  
    loop(curTotal - pageCount, curIndex + pageCount) 
  }, 0)
}
loop(total, index)

(2)使用 requestAnimationFrame

//需要插入的容器
let ul = document.getElementById('container')
// 插入十万条数据
let total = 100000
// 一次插入 20 条
let once = 20
//总页数
let page = total / once
//每条记录的索引
let index = 0
//循环加载数据
function loop(curTotal, curIndex) {
  if (curTotal <= 0) {
    return false
  }
  //每页多少条
  let pageCount = Math.min(curTotal, once)
  window.requestAnimationFrame(function () {
    for (let i = 0; i < pageCount; i++) {
      let li = document.createElement('li')
      li.innerText = curIndex + i + ' : ' + ~~(Math.random() * total)
      ul.appendChild(li)
    }
    loop(curTotal - pageCount, curIndex + pageCount)
  })
}
loop(total, index)

3、监控卡顿方法
每秒中计算一次网页的 FPS,获得一列数据,然后分析。通俗地解释就是,通过 requestAnimationFrame API 来定时执行一些 JS 代码,如果浏览器卡顿,无法很好地保证渲染的频率,1s 中 frame 无法达到 60 帧,即可间接地反映浏览器的渲染帧率。

var lastTime = performance.now()
var frame = 0
var lastFameTime = performance.now()
var loop = function (time) {
  var now = performance.now()
  var fs = now - lastFameTime
  lastFameTime = now
  var fps = Math.round(1000 / fs)
  frame++
  if (now > 1000 + lastTime) {
    var fps = Math.round((frame * 1000) / (now - lastTime))
    frame = 0
    lastTime = now
  }
  window.requestAnimationFrame(loop)
}

再附上个案例说明:

需求:用js实现一个无限循环的动画。

首先想到的是定时器

<!doctype html>
<html lang="en">
<head>
    <title>Document</title>
    <style>
        #e{
            width: 100px;
            height: 100px;
            background: red;
            position: absolute;
            left: 0;
            top: 0;
            zoom: 1;
        }
    </style>
</head>
<body>
<div id="e"></div>
<script>
 
 
    var e = document.getElementById("e");
    var flag = true;
    var left = 0;
 
    function render() {
        if(flag == true){
            if(left>=100){
                flag = false
            }
            e.style.left = ` ${left++}px`
        }else{
            if(left<=0){
                flag = true
            }
            e.style.left = ` ${left--}px`
        }
    }
    setInterval(function(){
         render()
    },1000/60)
 
</script>
</body>
</html>

可以说是完美实现!

至于时间间隔为什么是1000/60,这是因为大多数屏幕渲染的时间间隔是每秒60帧。

既然setInterval可以搞定为啥还要用requestAnimationFrame呢?最直观的感觉就是,添加api的人是个大神级牛人,我只能怀疑自己。

所以搜索相关问题发现以下两点

requestAnimationFrame 比起 setTimeout、setInterval的优势主要有两点:

1、requestAnimationFrame 会把每一帧中的所有DOM操作集中起来,在一次重绘或回流中就完成,并且重绘或回流的时间间隔紧紧跟随浏览器的刷新频率,一般来说,这个频率为每秒60帧。

2、在隐藏或不可见的元素中,requestAnimationFrame将不会进行重绘或回流,这当然就意味着更少的的cpu,gpu和内存使用量。

直接上代码:

<!doctype html>
<html lang="en">
<head>
    <title>Document</title>
    <style>
        #e{
            width: 100px;
            height: 100px;
            background: red;
            position: absolute;
            left: 0;
            top: 0;
            zoom: 1;
        }
    </style>
</head>
<body>
<div id="e"></div>
<script>
 
 
    var e = document.getElementById("e");
    var flag = true;
    var left = 0;
 
    function render() {
        if(flag == true){
            if(left>=100){
                flag = false
            }
            e.style.left = ` ${left++}px`
        }else{
            if(left<=0){
                flag = true
            }
            e.style.left = ` ${left--}px`
        }
    }
 
    //requestAnimationFrame效果
    (function animloop() {
        render();
        window.requestAnimationFrame(animloop);
    })();
 
</script>
</body>
</html>

我没有添加各个浏览器的兼容写法,这里只说用法。

效果是实现了,不过我想到两个问题。

1、怎么停止requestAnimationFrame?是否有类似clearInterval这样的类似方法?

第一个问题:答案是确定的 必须有:cancelAnimationFrame()接收一个参数 requestAnimationFrame默认返回一个id,cancelAnimationFrame只需要传入这个id就可以停止了。

<!doctype html>
<html lang="en">
<head>
    <title>Document</title>
    <style>
        #e{
            width: 100px;
            height: 100px;
            background: red;
            position: absolute;
            left: 0;
            top: 0;
            zoom: 1;
        }
    </style>
</head>
<body>
<div id="e"></div>
<script>
 
 
    var e = document.getElementById("e");
    var flag = true;
    var left = 0;
    var rafId = null
 
 
    function render() {
        if(flag == true){
            if(left>=100){
                flag = false
            }
            e.style.left = ` ${left++}px`
        }else{
            if(left<=0){
                flag = true
            }
            e.style.left = ` ${left--}px`
        }
    }
 
    //requestAnimationFrame效果
    (function animloop(time) {
        console.log(time,Date.now())
        render();
        rafId = requestAnimationFrame(animloop);
        //如果left等于50 停止动画
        if(left == 50){
            cancelAnimationFrame(rafId)
        }
    })();
 
    //setInterval效果
    // setInterval(function(){
    //     render()
    // },1000/60)
 
</script>
</body>
</html>

2、如果我想动画频率降低怎么做,为什么不考虑加快呵呵 当前刷新频率已经是屏幕的刷新频率了再快也没有意义了

这个略微麻烦点

默认情况下,requestAnimationFrame执行频率是1000/60,大概是16ms多执一次。

如果我们想每50ms执行一次怎么办呢?

requestAnimationFrame执行条件类似递归调用 (说的是类似)别咬我,既然这样的话我们能否自定一个时间间隔再执行呢?当然定时器这么low的东西我们就不考虑了,都已经抛弃它用rAF了(都快结束了我才想起写简写太他妈长了),
这个思路来源于我几年前搞IM的一个项目,服务端推送消息为了减小包的大小不给时间戳,这个我们做前端的都知道,我们虽然很牛逼 不过用户更牛逼,万一改了时间就不好玩了。

解决方案是 当和服务端通信时 记录下一个时间差,(时间差等于服务端时间-本地时间)不管正负我们只要这个时间差。这样每当我们接受到消息 或者发送消息的时候我们就拿本地时间和是价差相加。这样就可以保证和服务端时间是一致的了,思路是不是很牛逼哈哈。

撤了半天我们通过以上思路来解决下rAF改变间隔的问题

上代码

<!doctype html>
<html lang="en">
<head>
    <title>Document</title>
    <style>
        #e{
            width: 100px;
            height: 100px;
            background: red;
            position: absolute;
            left: 0;
            top: 0;
            zoom: 1;
        }
    </style>
</head>
<body>
<div id="e"></div>
<script>
 
 
    var e = document.getElementById("e");
    var flag = true;
    var left = 0;
    //当前执行时间
    var nowTime = 0;
    //记录每次动画执行结束的时间
    var lastTime = Date.now();
    //我们自己定义的动画时间差值
    var diffTime = 40;
 
    function render() {
        if(flag == true){
            if(left>=100){
                flag = false
            }
            e.style.left = ` ${left++}px`
        }else{
            if(left<=0){
                flag = true
            }
            e.style.left = ` ${left--}px`
        }
    }
 
    //requestAnimationFrame效果
    (function animloop() {
        //记录当前时间
        nowTime = Date.now()
        // 当前时间-上次执行时间如果大于diffTime,那么执行动画,并更新上次执行时间
        if(nowTime-lastTime > diffTime){
            lastTime = nowTime
            render();
        }
        requestAnimationFrame(animloop);
 
    })()
</script>
</body>
</html>

效果:


本文转载自: https://blog.csdn.net/hyupeng1006/article/details/128861813
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