Request Animation Frame：流畅动画渲染与性能最佳实践

Request Animation Frame：让你的动画丝般顺滑，性能飞起！🚀

大家好！我是你们的老朋友，一位在代码海洋里摸爬滚打多年的老船长。今天，我们要扬帆起航，探索一个神奇的宝藏——requestAnimationFrame！别害怕，这不是什么深奥的魔法咒语，而是一个让你的网页动画丝般顺滑，性能飞起的秘密武器！

想象一下，你辛辛苦苦写了一个超酷的动画，满心期待地想让用户惊艳一把。结果呢？卡顿！掉帧！就像老牛拉破车，一步一喘气。 🤯 这感觉是不是糟透了？别担心，requestAnimationFrame就是来拯救你的！

什么是 requestAnimationFrame？（听起来很高大上，其实很简单）

简单来说，requestAnimationFrame（简称 rAF）是一个浏览器提供的 API，它会告诉浏览器： “嘿，浏览器老弟，我想在下一次重新渲染画面之前做点事情（通常是更新动画）。” 然后浏览器会聪明地安排好时间，确保你的动画更新和浏览器的刷新同步进行。

你可以把它想象成电影院的放映员。 🎞️

没有 rAF: 你让放映员随便放，他心情好就快点放，心情不好就慢点放，结果观众看到的画面忽快忽慢，很不舒服（这就是卡顿）。
有了 rAF: 你告诉放映员：“老兄，你得等我把胶片准备好，再和你的放映机同步放映，这样观众才能看到流畅的画面！” rAF 就相当于你告诉浏览器，让它在最佳时机执行你的动画更新。

更专业一点的解释： rAF 请求浏览器在下次重绘之前调用指定的回调函数来更新动画。它会尝试在每个显示刷新周期（通常是 60Hz 的屏幕，也就是每秒刷新 60 次）执行回调函数。

为什么要用 requestAnimationFrame？（它比你想象的更重要）

你可能会问：“我直接用 setInterval 或者 setTimeout 不行吗？也能实现动画效果啊！” 嗯，理论上是可以，但就像用手摇发电机发电一样，效率低下，而且不稳定。

这里列一个表格，让你更直观地看到 rAF 的优势：

特性	`requestAnimationFrame`	`setInterval` / `setTimeout`
执行时机	与浏览器刷新同步	基于设定的时间间隔
性能优化	浏览器优化，减少资源消耗	可能会导致过度绘制，浪费资源
流畅度	更流畅，避免掉帧	可能出现卡顿，掉帧
节能	页面不可见时暂停执行	仍然会执行，浪费电量
兼容性	现代浏览器都支持	所有浏览器都支持

总结一下，rAF 的优点可以用一句话概括： 它让你的动画更流畅、更省电、更智能！

1. 告别卡顿，享受丝滑：

rAF 最大的优势就是它与浏览器的刷新同步。这意味着你的动画更新会在最佳时机执行，避免了不必要的重绘和卡顿。就像跳舞一样，如果你和音乐的节奏不一致，那跳起来肯定会很别扭。 rAF 就像一个专业的 DJ，让你的动画和浏览器的刷新节奏完美同步，跳出优美的华尔兹。 💃

2. 性能优化，省钱省电：

rAF 会在页面不可见时自动暂停执行。比如用户切换到其他标签页，或者最小化了浏览器窗口，rAF 就会停止更新动画，从而节省 CPU 资源和电量。这就像一个智能的节能灯，在你不需要的时候自动关闭，既环保又省钱。 💡

3. 智能调度，高效利用资源：

浏览器会根据当前系统的状态和硬件配置，智能地调整 rAF 的执行频率，以达到最佳的性能和流畅度。这就像一个经验丰富的司机，他会根据路况和车辆状况，调整驾驶方式，确保你安全舒适地到达目的地。 🚗

如何使用 requestAnimationFrame？（简单易懂，一看就会）

rAF 的使用方法非常简单，只需要一个函数和一个回调函数即可：

function animate() {
  // 在这里更新你的动画状态
  // ...

  // 再次请求动画帧
  requestAnimationFrame(animate);
}

// 启动动画
requestAnimationFrame(animate);

代码解释：

animate() 函数： 这是你的动画更新函数，负责更新动画的状态（比如元素的位置、大小、颜色等）。
requestAnimationFrame(animate)： 这行代码告诉浏览器，在下一次重绘之前调用 animate() 函数。
递归调用： animate() 函数内部会再次调用 requestAnimationFrame(animate)，形成一个递归循环，从而实现动画的连续更新。

一个简单的例子：让一个方块从左到右移动

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>requestAnimationFrame 示例</title>
  <style>
    #box {
      width: 50px;
      height: 50px;
      background-color: red;
      position: absolute;
      left: 0;
      top: 50px;
    }
  </style>
</head>
<body>
  <div id="box"></div>

  <script>
    const box = document.getElementById('box');
    let position = 0;
    const speed = 2; // 移动速度

    function animate() {
      position += speed;
      box.style.left = position + 'px';

      // 当方块到达屏幕右侧时，停止动画
      if (position > window.innerWidth - 50) {
        return;
      }

      requestAnimationFrame(animate);
    }

    requestAnimationFrame(animate);
  </script>
</body>
</html>

代码解释：

获取元素： 通过 document.getElementById('box') 获取到需要移动的方块元素。
初始化状态： 设置方块的初始位置 position 为 0，移动速度 speed 为 2。
animate() 函数：
- 更新方块的位置： position += speed; 让方块的位置每次更新都增加 speed。
- 设置方块的 left 样式： box.style.left = position + 'px'; 将方块的位置应用到元素的样式上。
- 停止动画的条件： if (position > window.innerWidth - 50) { return; } 当方块到达屏幕右侧时，停止动画的递归调用。
- 再次请求动画帧： requestAnimationFrame(animate); 继续递归调用 animate() 函数，实现动画的连续更新。

运行这段代码，你就能看到一个红色的方块从左到右平滑地移动！ 🎉

requestAnimationFrame 的高级用法（让你的动画更上一层楼）

掌握了 rAF 的基本用法，我们还可以探索一些高级技巧，让你的动画更上一层楼。

1. 时间戳参数：

rAF 的回调函数会接收一个时间戳参数，表示浏览器准备重绘画面的时刻。你可以利用这个时间戳来计算动画的帧率，并根据帧率调整动画的速度，从而实现更平滑的动画效果。

function animate(timestamp) {
  // timestamp 是浏览器提供的时间戳

  // 计算时间差
  if (!lastTimestamp) {
    lastTimestamp = timestamp;
  }
  const deltaTime = timestamp - lastTimestamp;
  lastTimestamp = timestamp;

  // 根据时间差调整动画速度
  const speed = 100 * deltaTime / 1000; // 每秒移动 100 像素

  position += speed;
  box.style.left = position + 'px';

  requestAnimationFrame(animate);
}

let lastTimestamp = null;
requestAnimationFrame(animate);

代码解释：

timestamp 参数： animate() 函数接收一个 timestamp 参数，表示浏览器准备重绘画面的时刻。
计算时间差 deltaTime： 通过 timestamp - lastTimestamp 计算出当前帧和上一帧之间的时间差。
根据时间差调整速度： const speed = 100 * deltaTime / 1000; 根据时间差计算出动画的速度，保证动画在不同帧率下都能保持相同的视觉效果。

2. 取消动画帧：

有时候你需要停止正在运行的动画。 rAF 提供了 cancelAnimationFrame() 函数来取消动画帧的请求。

let animationId = requestAnimationFrame(animate);

// ... 在某个时刻停止动画
cancelAnimationFrame(animationId);

代码解释：

animationId： requestAnimationFrame() 函数会返回一个唯一的 ID，用于标识当前动画帧的请求。
cancelAnimationFrame(animationId)： 调用 cancelAnimationFrame() 函数，并传入动画帧的 ID，就可以取消该动画帧的请求，从而停止动画。

3. 缓动函数（Easing Functions）：

缓动函数可以让你控制动画的速度变化，让动画看起来更自然、更生动。比如，你可以让动画先慢后快，或者先快后慢。

有很多现成的缓动函数库可以使用，比如 Tween.js 和 GSAP。

一个简单的缓动函数示例（线性缓动）：

function linear(t) {
  return t;
}

function animate() {
  const t = (Date.now() - startTime) / duration; // 计算动画进度（0 到 1）
  const easedT = linear(t); // 应用缓动函数

  position = startPosition + (endPosition - startPosition) * easedT;
  box.style.left = position + 'px';

  if (t < 1) {
    requestAnimationFrame(animate);
  }
}

const startTime = Date.now();
const duration = 2000; // 动画持续时间（毫秒）
const startPosition = 0;
const endPosition = 500;

requestAnimationFrame(animate);

代码解释：

linear(t) 函数： 这是一个线性缓动函数，它直接返回输入值 t。
计算动画进度 t： const t = (Date.now() - startTime) / duration; 计算动画的进度，t 的值从 0 到 1 变化。
应用缓动函数 easedT： const easedT = linear(t); 将动画进度 t 应用到缓动函数中，得到缓动后的进度 easedT。
更新动画状态： position = startPosition + (endPosition - startPosition) * easedT; 根据缓动后的进度 easedT 更新动画的状态。

4. 结合 Web Workers：

对于复杂的动画，可以使用 Web Workers 将动画计算放到后台线程中执行，从而避免阻塞主线程，提高页面的响应速度。

性能优化的注意事项（让你的动画飞起来）

即使使用了 rAF，你仍然需要注意一些性能优化技巧，才能让你的动画真正飞起来。

减少 DOM 操作： 频繁的 DOM 操作会消耗大量的性能。尽量批量更新 DOM，或者使用虚拟 DOM 技术。
避免重绘和重排： 重绘和重排是浏览器渲染过程中最耗时的操作。尽量避免触发它们。
使用 CSS Transforms 和 Opacity： 使用 CSS Transforms 和 Opacity 来实现动画效果，可以利用 GPU 加速，提高性能。
优化图片资源： 使用压缩后的图片，并使用合适的图片格式。
使用 Chrome DevTools 进行性能分析： Chrome DevTools 提供了强大的性能分析工具，可以帮助你找出动画性能瓶颈。

总结（做一个优雅的动画大师）

requestAnimationFrame 是一个强大的 API，可以帮助你创建流畅、高性能的网页动画。掌握 rAF 的使用方法，并结合一些性能优化技巧，你就可以成为一个优雅的动画大师，创作出令人惊艳的动画效果。

希望今天的分享对你有所帮助！让我们一起用代码创造更美好的互联网世界！ 💪

Request Animation Frame：让你的动画丝般顺滑，性能飞起！🚀

什么是 requestAnimationFrame？（听起来很高大上，其实很简单）

为什么要用 requestAnimationFrame？（它比你想象的更重要）

如何使用 requestAnimationFrame？（简单易懂，一看就会）

requestAnimationFrame 的高级用法（让你的动画更上一层楼）

性能优化的注意事项（让你的动画飞起来）

总结（做一个优雅的动画大师）

发表回复 取消回复

发表回复取消回复