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2020已经过去五分之四了,你确定还不来了解一下JS的rAF?

开发技术 开发技术 2周前 (10-15) 10次浏览

不会吧,不会吧,现在都2020年了不会还真人有人不知道JS的rAF吧???

rAF

简介

rAF是requestAnimationFrame的简称;

我们先从字面意思上理解requestAnimationFramerequest – 请求Animation – 动画Frame – 帧率;框架rAF难道是JS的动画框架???,结果显而易见并不是。但确实rAF和动画有关系

我们先来看一下MDN官网对的requestAnimationFrame解释:

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

浏览器兼容性

2020已经过去五分之四了,你确定还不来了解一下JS的rAF?

requestAnimationFrame兼容IE10及以上,这时候有人会有疑问,怎么才到IE10啊,但其实我们最常使用的CSS3 animation属性也是IE10之后才有的,在IE9之前想要实现动画基本使用的是setTimeout/setInterval实现

作用及用法

requestAnimationFrame简称rAF,它是浏览器全局对象window的一个方法。

相比于setTimeout的在固定时间后执行对应的动画函数,rAF用于指示浏览器在下一次重新绘制屏幕图像时, 执行其提供的回调函数。

这也是rAF的最大优势–它能够保证我们的动画函数的每一次调用都对应着一次屏幕重绘,从而避免setTimeout通过时间定义动画频率,与屏幕刷新频率不一致导致的丢帧。

详细用法

requestAnimationFrame语法如下:


window.requestAnimationFrame(callback)

参数;callback
下一次重绘之前更新动画帧所调用的函数(即上面所说的回调函数)。该回调函数会被传入DOMHighResTimeStamp参数,该参数performance.now()的返回值相同,它表示requestAnimationFrame()开始去执行回调函数的时刻。

返回值一个 long 整数,请求 ID ,是回调列表中唯一的标识。是个非零值,没别的意义。你可以传这个值给 window.cancelAnimationFrame() 以取消回调函数。

DOMHighResTimeStamp 指的是一个double类型,用于存储毫秒级的时间值。这种类型可以用来描述离散的时间点或者一段时间(两个离散时间点之间的时间差)。

performance.now()方法返回一个精确到毫秒的DOMHighResTimeStamp 。


它的实际常见用法类似于setTimeout,只是不需要设置时间间隔而已。如下:


const element = document.getElementById('some-element-you-want-to-animate'); 
let start;

function step(timestamp) {
  // timestamp回调函数传入的`DOMHighResTimeStamp`参数,也就是存储毫秒级的时间值
  if (start === undefined)
    start = timestamp;
  const elapsed = timestamp - start;

  //这里使用`Math.min()`确保元素刚好停在200px的位置。
  element.style.transform = 'translateX(' + Math.min(0.1 * elapsed, 200) + 'px)';

  if (elapsed < 2000) { // 在两秒后停止动画
    window.requestAnimationFrame(step);
  }
}

window.requestAnimationFrame(step);

上述代码的作用在每一次屏幕显示图像的更新中,都将元素向左移动1px,停在200px位置上。

实际使用示例

上才艺,E G M,E G M E G M E G M

我们以在3000毫秒内移动1500px距离的动画为例

setTimeout的实现方式

以下代码通过setTimeout每10毫秒为间隔时间改变一次元素的位置以实现元素的动画效果, 当然,可以通过改变这个间隔时间来微调动画效果,可是你永远没有办法确定最优方案,因为它总会和刷新频率存在交叉。


<div id="div" style="width:100px; height:100px; background-color:#000; position: absolute;left:0; top:0;">
    
</div>

<script type="text/javascript">
let divEle = document.getElementById("div");

const distance = 1500; // 需要移动的距离
const timeCount = 3000; // 需要使用的时间

const intervalTime = 10; // 设置间隔时间为10ms
let runCount = timeCount / intervalTime; // 相除得到运行次数
let moveValue = distance / runCount; // 每次运行移动的距离

function handler() {
    let left = parseInt(divEle.style.left);
    if(left >= distance) {
      // 当距离左侧的距离超出需要移动的距离停止
        return;
    }
    divEle.style.left = left + moveValue;
    window.setTimeout(handler, intervalTime);
}

window.setTimeout(handler, intervalTime);
</script>

requestAnimationFrame的实现方式

从setTimeout切换到 requestAnimationFrame很容易,因为它们都安排了一个回调。对于连续动画,在调用动画函数之后再次调用requestAnimationFrame。

request 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(这点很像虚拟DOM不是~),并且重绘或回流的时间间隔紧紧跟随浏览器的刷新频率,这样就不会出现过度渲染的问题,保证了流畅的需求以及浏览器的完美渲染。


<div id="div" style="width:100px; height:100px; background-color:#000; position: absolute;left:0; top:0;">
    
</div>

<script type="text/javascript">

let divEle = document.getElementById("div");

const distance = 1500; // 需要移动的距离
const timeCount = 3000; // 需要使用的时间

function handler( time ) {
    // time为rAF返回的毫秒级时间单位,当time的大于timeCount的值则停止
    // time理论上是从 1 开始到timeCount定义的3000,
    if(time > timeCount) {
        time = timeCount;
    }
    // 这句代码的作用是 time理论上是从 1 至 3000
    // 当到达3000的时候,time * distance / timeCount得到的一定是distance的值1500
    divEle.style.left = time * distance / timeCount;
    window.requestAnimationFrame( handler ); // 循环调用,渲染完成会停止
}

 window.requestAnimationFrame( handler );
</script>
    

requestAnimationFrame的优点

为什么不使用settimeout?

setTimeout通过设定一个时间间隔来不断的更新屏幕图像,从而完成动图。
它的优点是可控性高,可以进行编码式的动画效果实现。

setTimeout缺点:

  1. 造成无用的函数运行开销:

也就是过度绘制,同时因为更新图像的频率和屏幕的刷新重绘制步调不一致,会产生丢帧,在低性能的显示器动画看起来就会卡顿。

  1. 当网页标签或浏览器置于后台不可见时,仍然会执行,造成资源浪费

  2. API本身达不到毫秒级的精确:

如果使用 setTimeout或者setInterval 那么需要我们制定时间 假设给予 (1000/60)理论上就可以完成60帧速率的动画。所以事实是浏览器可以“强制规定时间间隔的下限(clamping th timeout interval)”,一般浏览器所允许的时间再5-10毫秒,也就是说即使你给了某个小于10的数,可能也要等待10毫秒。

  1. 浏览器不能完美执行:

当动画使用10ms的settimeout绘制动画时,您将看到一个时序不匹配,如下所示。

2020已经过去五分之四了,你确定还不来了解一下JS的rAF?

我们的显示屏一般是16.7ms(即60FPS)的显示频率,上图的第一行代表大多数监视器上显示的16.7ms显示频率,上图的第二行代表10ms的典型setTimeout。由于在显示刷新间隔之前发生了另一个绘制请求,因此无法绘制每次的第三个绘制(红色箭头指示)。这种透支会导致动画断断续续,因为每三帧都会丢失。计时器分辨率的降低也会对电池寿命产生负面影响,并降低其他应用程序的性能。

如果使用requestAnimationFrame可以解决setTimeout的丢帧问题,因为它使应用程序时通知(且仅当)的浏览器需要更新页面显示,渲染时间由系统处理。因此,应用程序与浏览器绘画间隔完全一致,并且仅使用适当数量的资源

requestAnimationFrame的好处

相比于setTimeout的在固定时间后执行对应的动画函数,requestAnimationFrame用于指示浏览器在下一次重新绘制屏幕图像时, 执行其提供的回调函数。

  • 使浏览器画面的重绘和回流与显示器的刷新频率同步它能够保证我们的动画函数的每一次调用都对应着一次屏幕重绘,从而避免setTimeout通过时间定义动画频率,与屏幕刷新频率不一致导致的丢帧。

  • 节省系统资源,提高性能和视觉效果在页面被置于后台或隐藏时,会自动的停止,不进行函数的执行,当页面激活时,会重新从上次停止的状态开始执行,因此在性能开销上也会相比setTimeout小很多。

兼容问题

目前的时间点上,几乎所有的浏览器现行版本都支持了requestAnimationFrame函数。但在一部分浏览器上还需要加上兼容性前缀。
下面这是比较全面的方法用来使requestAnimation兼容各浏览器:


(function() {
    var lastTime = 0;
    var vendors = ['webkit', 'moz']; // 浏览器前缀
    // 当window.requestAnimationFrame不存在时执行for循环,添加前缀
    for(var x = 0; x < vendors.length && !window.requestAnimationFrame; ++x) {
        window.requestAnimationFrame = window[vendors[x] + 'RequestAnimationFrame'];
        window.cancelAnimationFrame = window[vendors[x] + 'CancelAnimationFrame'] ||
                                      window[vendors[x] + 'CancelRequestAnimationFrame'];
    }

    //当添加前缀后依旧不存在,则使用setTimeout替代
    if (!window.requestAnimationFrame) {
        window.requestAnimationFrame = function(callback, element) {
            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;
        };
    }
    if (!window.cancelAnimationFrame) {
        window.cancelAnimationFrame = function(id) {
            clearTimeout(id);
        };
    }
}());

然后,我们就可以以使用setTimeout的感觉使用requestAnimationFrame方法制作动画啦!

相关链接

  • 张鑫旭 – requestAnimationFrame

  • MDN – requestAnimationFrame

  • Microsoft – requestAnimationFrame

  • 个人网站:zhaohongcheng.com

  • GitHub:https://github.com/Tzlibai

结尾

如有疑问,可在下方留言,会第一时间进行回复

谢谢你愿意花时间阅读这篇文章,希望可以对你有所帮助!

我曾踏足山巅,也曾跌落谷底,两者都让我受益良多。


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