requestAnimationFrame

360 阅读8分钟

requestAnimationFrame

定义

window.requestAnimationFrame() 告诉浏览器——你希望执行一个动画,并且要求浏览器在下次重绘之前调用指定的回调函数更新动画。该方法需要传入一个回调函数作为参数,该回调函数会在浏览器下一次重绘之前执行

屏幕绘制频率

即图像在屏幕上更新的速度,也即屏幕上的图像每秒钟出现的次数,它的单位是赫兹(Hz)。 对于一般笔记本电脑,这个频率大概是60Hz, 可以在桌面上 右键 > 屏幕分辨率 > 高级设置 > 监视器 中查看和设置。这个值的设定受屏幕分辨率、屏幕尺寸和显卡的影响,原则上设置成让眼睛看着舒适的值都行。

市面上常见的显示器有两种,即 CRT 和 LCD, CRT 是一种使用阴极射线管(Cathode Ray Tube)的显示器,LCD 就是我们常说的液晶显示器( Liquid Crystal Display)。

CRT 是一种使用阴极射线管的显示器,屏幕上的图形图像是由一个个因电子束击打而发光的荧光点组成,由于显像管内荧光粉受到电子束击打后发光的时间很短,所以电子束必须不断击打荧光粉使其持续发光。电子束每秒击打荧光粉的次数就是屏幕绘制频率。

而对于 LCD 来说,则不存在绘制频率的问题,因为 LCD 中每个像素都在持续不断地发光,直到不发光的电压改变并被送到控制器中,所以 LCD 不会有电子束击打荧光粉而引起的闪烁现象。

因此,当你对着电脑屏幕什么也不做的情况下,显示器也会以每秒60次的频率正在不断的更新屏幕上的图像。为什么你感觉不到这个变化? 那是因为人的眼睛有视觉停留效应,即前一副画面留在大脑的印象还没消失,紧接着后一副画面就跟上来了,这中间只间隔了16.7ms(1000/60≈16.7), 所以会让你误以为屏幕上的图像是静止不动的。而屏幕给你的这种感觉是对的,试想一下,如果刷新频率变成1次/秒,屏幕上的图像就会出现严重的闪烁,这样就很容易引起眼睛疲劳、酸痛和头晕目眩等症状。

不会卡

渲染帧是指浏览器一次完整绘制过程,帧之间的时间间隔是 DOM 视图更新的最小间隔。 由于主流的屏幕刷新率都在 60Hz,那么渲染一帧的时间就必须控制在 16ms 才能保证不掉帧。 也就是说每一次渲染都要在 16ms 内页面才够流畅不会有卡顿感。 这段时间内浏览器需要完成如下事情:

为啥诞生

CSS3动画那么强,requestAnimationFrame还有毛线用?

国庆北京高速,最多每16.7s通过一辆车,结果,突然插入一批setTimeout的军车,强行要10s通过。显然,这是超负荷的,要想顺利进行,只能让第三辆车直接消失(正如显示绘制第三帧的丢失)。

同样的,显示器16.7ms刷新间隔之前发生了其他绘制请求(setTimeout),导致所有第三帧丢失,继而导致动画断续显示(堵车的感觉),这就是过度绘制带来的问题。不仅如此,这种计时器频率的降低也会对电池使用寿命造成负面影响,并会降低其他应用的性能。

这也是为何setTimeout的定时器值推荐最小使用16.7ms的原因(16.7 = 1000 / 60, 即每秒60帧)

而我requestAnimationFrame就是为了这个而出现的。我所做的事情很简单,跟着浏览器的绘制走,如果浏览设备绘制间隔是16.7ms,那我就这个间隔绘制;如果浏览设备绘制间隔是10ms, 我就10ms绘制。这样就不会存在过度绘制的问题,动画不会掉帧,自然流畅的说~~

我requestAnimationFrame调用一次只会重绘一次动画,因此,如果想要实现连续动画,就使用renderLoop反复蹂躏我吧~

注意:若你想在浏览器下次重绘之前继续更新下一帧动画,那么回调函数自身必须再次调用window.requestAnimationFrame()

  const renderLoop = '重绘一次动画'
  var handle = requestAnimationFrame(renderLoop);

'重绘一次动画' 中的绘制跟着浏览器绘制频率走

CSS 动画原理

根据上面的原理我们知道,你眼前所看到图像正在以每秒 60 次的频率绘制,由于频率很高,所以你感觉不到它在绘制。而 动画本质就是要让人眼看到图像被绘制而引起变化的视觉效果,这个变化要以连贯的、平滑的方式进行过渡*。 那怎么样才能做到这种效果呢?

60Hz 的屏幕每 16.7ms 绘制一次,如果在屏幕每次绘制前,将元素的位置向左移动一个像素,即1px,这样一来,屏幕每次绘制出来的图像位置都比前一个要差1px,你就会看到图像在移动;而由于人眼的视觉停留效应,当前位置的图像停留在大脑的印象还没消失,紧接着图像又被移到了下一个位置,这样你所看到的效果就是,图像在流畅的移动。这就是视觉效果上形成的动画

作用

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

总结

raf为了动画流畅而产生的,不掉帧,与浏览器绘制频率一致(16.7ms每帧)

赫兹(符号:Hz)是频率的国际单位制单位,表示每一秒周期性事件发生的次数[1][2]。赫兹是以首个用实验验证电磁波存在的科学家海因里希·赫兹命名,常用于描述正弦波、乐音、无线电通讯以及计算机时钟频率等。

记忆

看我名字这么长,表意为请求动画帧,明摆着一副很屌的样子!

同样的,显示器16.7ms刷新间隔之前发生了其他绘制请求(setTimeout),导致所有第三帧丢失,继而导致动画断续显示(堵车的感觉),这就是过度绘制带来的问题。不仅如此,这种计时器频率的降低也会对电池使用寿命造成负面影响,并会降低其他应用的性能。

window.requestAnimationFrame() 告诉浏览器——你希望执行一个动画,并且要求浏览器在下次重绘之前调用指定的回调函数更新动画。该方法需要传入一个回调函数作为参数,该回调函数会在浏览器下一次重绘之前执行

Mine的话

保持与当前浏览器的绘制频率一致,因为每种设备的绘制频率不一样,大多数是16.7,setTimeOut的动画时间是写死的

获取浏览器的绘制帧,与其保持一致

丢帧了,没有了连续性,就卡顿了

概念性的解释找MDN,业内专业有名的大佬blog张鑫旭

优化

深度剖析浏览器渲染性能原理,你到底知道多少?

渲染流程分为几步?

  • JavaScript:JavaScript实现动画效果,DOM元素操作等。
  • Style(计算样式):确定每个DOM元素应该应用什么CSS规则。
  • Layout(布局):计算每个DOM元素在最终屏幕上显示的大小和位置。由于web页面的元素布局是相对的,所以其中任意一个元素的位置发生变化,都会联动的引起其他元素发生变化,这个过程叫reflow。
  • Paint(绘制):在多个层上绘制DOM元素的的文字、颜色、图像、边框和阴影等。
  • Composite(渲染层合并):按照合理的顺序合并图层然后显示到屏幕上。

优化JavaScript的执行效率,具体可以做什么?

**动画实现,避免使用setTimeoutsetInterval,尽量使用requestAnimationFrame

setTimeout(callback)setInterval(callback)无法保证callback函数的执行时机,很可能在帧结束的时候执行,从而导致丢帧,如下图:

20200919165516

时机不对,导致丢帧

requestAnimationFrame(callback)可以保证callback函数在每帧动画开始的时候执行。

// requestAnimationFrame将保证updateScreen函数在每帧的开始运行
requestAnimationFrame(updateScreen);

大多数设备的刷新频率是60次/秒,也就说是浏览器对每一帧画面的渲染工作要在16ms内完成,超出这个时间,页面的渲染就会出现卡顿现象,影响用户体验。

全新Chrome Devtool Performance使用指南