JS `will-change` CSS 属性：提前通知浏览器动画意图以优化渲染

各位观众老爷，大家好！我是你们的老朋友，今天咱们不聊八卦，就来聊聊前端性能优化里的小秘密——will-change 这个 CSS 属性。别看它名字怪怪的，用好了，能让你的网页动画丝滑流畅，就像德芙巧克力一样！

开场白：网页动画卡顿，谁的锅？

咱们先来说说，为什么有时候网页上的动画会卡顿。很多时候，不是你的电脑配置不行，也不是网络不好，而是浏览器在渲染的时候没做好准备。

想象一下，你要去参加一个化装舞会，结果到了门口才发现自己还没化妆！你肯定得手忙脚乱地找化妆品、描眉画眼，耽误不少时间。

浏览器也是一样，如果它不知道某个元素要发生变化，就会等到变化发生的那一刻才开始计算如何渲染。这样一来，就很容易出现卡顿。

而 will-change 的作用，就是提前告诉浏览器：“嘿，哥们儿，这个元素一会儿要动，你提前准备一下！”

will-change 属性：提前打个招呼，避免尴尬

will-change 属性允许你提前通知浏览器，某个元素将会发生哪些变化，例如位置、大小、内容等等。这样，浏览器就可以提前做好优化，避免在动画开始时才临时抱佛脚。

举个例子，假设我们有一个按钮，当鼠标悬停在上面时，它会放大一点：

<button class="my-button">点我</button>

.my-button {
  width: 100px;
  height: 50px;
  background-color: lightblue;
  transition: transform 0.3s ease; /* 添加过渡效果 */
}

.my-button:hover {
  transform: scale(1.2); /* 鼠标悬停时放大 */
}

这段代码看起来很简单，但在某些情况下，可能会出现轻微的卡顿。为了解决这个问题，我们可以使用 will-change 属性：

.my-button {
  width: 100px;
  height: 50px;
  background-color: lightblue;
  transition: transform 0.3s ease;
  will-change: transform; /* 提前告诉浏览器，这个元素的 transform 属性将会发生变化 */
}

.my-button:hover {
  transform: scale(1.2);
}

加上 will-change: transform 之后，浏览器就会提前为这个按钮的 transform 属性做好优化，让动画更加流畅。

will-change 的取值：告诉浏览器你想怎么变

will-change 属性有很多取值，每个取值都代表着不同的变化类型。最常用的取值有：

transform：表示元素的位置、旋转、缩放等变换将会发生变化。
opacity：表示元素的透明度将会发生变化。
top、left、bottom、right：表示元素的位置将会发生变化。
scroll-position：表示元素的滚动位置将会发生变化。
contents：表示元素的内容将会发生变化。
custom-ident：表示自定义的属性将会发生变化。
all：表示所有的属性都可能发生变化 (谨慎使用!)
auto：表示浏览器自己决定是否进行优化。

取值	描述
`transform`	提示浏览器该元素将要进行 2D 或 3D 变换。
`opacity`	提示浏览器该元素的透明度将要发生变化。
`top`, `left`, `bottom`, `right`	提示浏览器该元素的位置将要发生变化 (可能触发布局重排，谨慎使用)。
`scroll-position`	提示浏览器该元素的滚动位置将要发生变化。
`contents`	提示浏览器该元素的内容将要发生变化。使用这个值会使元素创建一个包含所有子元素的复合层，并允许浏览器缓存渲染结果。这对于复杂的内容变化可能很有用，但同时也会消耗更多的内存。谨慎使用。
`custom-ident`	允许你指定一个自定义属性名。例如，如果你的 JavaScript 代码修改了一个名为 `--my-custom-property` 的 CSS 自定义属性，你可以使用 `will-change: --my-custom-property`。
`all`

在适当的时机移除 will-change

will-change 属性会告诉浏览器为元素预先分配资源，如果长时间占用这些资源而不释放，会影响性能。因此，在动画结束后，应该移除 will-change 属性，让浏览器回收资源。

可以通过以下方式移除 will-change 属性：

将 will-change 的值设置为 auto。
直接移除 will-change 属性。

例如，我们可以使用 JavaScript 来动态地添加和移除 will-change 属性：

const button = document.querySelector('.my-button');

button.addEventListener('mouseover', () => {
  button.style.willChange = 'transform'; // 鼠标悬停时添加 will-change
});

button.addEventListener('mouseout', () => {
  button.style.willChange = 'auto'; // 鼠标移开时移除 will-change
});

或者，你也可以使用 CSS 动画的 animationend 事件来监听动画结束，并在动画结束后移除 will-change 属性。

will-change 的副作用：别把它当万能药

虽然 will-change 可以优化动画性能，但它并不是万能的。过度使用 will-change 可能会带来负面影响：

内存占用增加： 浏览器会为声明了 will-change 的元素预先分配资源，如果声明过多，会导致内存占用增加。
渲染性能下降： 某些情况下，过度使用 will-change 反而会降低渲染性能，因为浏览器需要花费额外的精力来管理这些预先分配的资源。
过度优化： 浏览器已经针对常见的动画场景做了优化，盲目地使用 will-change 可能会适得其反。

因此，在使用 will-change 属性时，一定要谨慎评估，只在确实需要优化的地方使用。

最佳实践：如何正确地使用 will-change

只在需要的时候使用： 不要滥用 will-change 属性，只在元素即将发生变化时才使用。
指定正确的取值： 尽量明确地指定 will-change 的取值，避免使用 all。
及时移除 will-change： 在动画结束后，及时移除 will-change 属性，释放资源。
使用 JavaScript 动态控制： 可以使用 JavaScript 来动态地添加和移除 will-change 属性，更好地控制优化时机。
谨慎使用 contents： will-change: contents 会创建复合层并缓存渲染结果，虽然可以优化性能，但也会消耗更多内存，谨慎使用。
使用 Chrome DevTools 调试： Chrome DevTools 可以帮助你分析网页的渲染性能，找到需要优化的地方，并评估 will-change 的效果。

will-change 与硬件加速：它们是什么关系？

will-change 属性通常与硬件加速联系在一起。硬件加速是指利用 GPU (图形处理器) 来加速网页的渲染过程。GPU 比 CPU 更擅长处理图形相关的任务，因此可以显著提高动画的性能。

当你使用 will-change 属性时，浏览器可能会将该元素提升到一个新的复合层，并启用硬件加速。这意味着该元素的渲染将由 GPU 来处理，从而提高动画的流畅度。

然而，并不是所有声明了 will-change 的元素都会启用硬件加速。浏览器会根据实际情况来判断是否需要启用硬件加速。

总结：will-change，锦上添花，而非雪中送炭

will-change 属性是一个非常有用的性能优化工具，但它并不是万能的。只有正确地使用 will-change 属性，才能真正提高网页动画的性能。记住，will-change 是锦上添花，而不是雪中送炭。如果你的网页动画本身就存在性能问题，那么 will-change 也无法解决根本问题。

案例分析：一个复杂的动画场景

假设我们有一个复杂的动画场景，其中包含多个元素，这些元素需要同时进行动画，并且动画效果比较复杂。在这种情况下，使用 will-change 属性可以显著提高动画的性能。

例如，我们有一个页面，其中包含一个轮播图和一个导航栏。当用户滚动页面时，轮播图会逐渐缩小，导航栏会固定在顶部。

<div class="container">
  <div class="slideshow">
    <!-- 轮播图内容 -->
  </div>
  <nav class="navbar">
    <!-- 导航栏内容 -->
  </nav>
  <div class="content">
    <!-- 页面内容 -->
  </div>
</div>

.slideshow {
  width: 100%;
  height: 500px;
  background-color: lightgray;
  transition: transform 0.3s ease, opacity 0.3s ease;
}

.navbar {
  position: absolute;
  top: 500px;
  width: 100%;
  height: 50px;
  background-color: white;
  transition: transform 0.3s ease;
}

.navbar.fixed {
  position: fixed;
  top: 0;
}

.content {
  padding-top: 600px;
}

window.addEventListener('scroll', () => {
  const scrollY = window.scrollY;
  const slideshow = document.querySelector('.slideshow');
  const navbar = document.querySelector('.navbar');

  // 轮播图缩小
  const scale = Math.max(0.5, 1 - scrollY / 500);
  slideshow.style.transform = `scale(${scale})`;
  slideshow.style.opacity = scale;

  // 导航栏固定
  if (scrollY > 450) {
    navbar.classList.add('fixed');
    navbar.style.transform = 'translateY(0)';
  } else {
    navbar.classList.remove('fixed');
    navbar.style.transform = `translateY(${500 - scrollY}px)`;
  }
});

这段代码实现了一个简单的页面滚动动画效果。当用户滚动页面时，轮播图会逐渐缩小，导航栏会固定在顶部。

为了优化这个动画的性能，我们可以使用 will-change 属性：

.slideshow {
  width: 100%;
  height: 500px;
  background-color: lightgray;
  transition: transform 0.3s ease, opacity 0.3s ease;
  will-change: transform, opacity; /* 提前告诉浏览器，这个元素的 transform 和 opacity 属性将会发生变化 */
}

.navbar {
  position: absolute;
  top: 500px;
  width: 100%;
  height: 50px;
  background-color: white;
  transition: transform 0.3s ease;
  will-change: transform; /* 提前告诉浏览器，这个元素的 transform 属性将会发生变化 */
}

通过添加 will-change 属性，我们可以告诉浏览器，轮播图的 transform 和 opacity 属性将会发生变化，导航栏的 transform 属性将会发生变化。这样，浏览器就可以提前做好优化，让动画更加流畅。

总结：will-change 的未来展望

随着 Web 技术的不断发展，will-change 属性也在不断地完善。未来，will-change 属性可能会更加智能，能够自动地识别需要优化的元素，并根据实际情况进行优化。

总而言之，will-change 是一个非常重要的性能优化工具，掌握 will-change 属性，可以帮助你打造更加流畅、高效的 Web 应用。

今天的讲座就到这里，希望对大家有所帮助。记住，性能优化是一个持续不断的过程，需要我们不断地学习和实践。感谢大家的收听！下次再见！

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