两张图解释CSS动画的性能

两张图解释CSS动画的性能

在手机上使用CSS动画时很多时候会感到卡顿,然后网上很多教程说开启GPU加速 transform: translate3d(0,0,0); 可解决,但是为什么开启GPU加速就能让动画顺滑呢?

我们从浏览器内部去理解下

JS是单线程的,但是浏览器可以开启多个线程,渲染一个网页需要两个重要的线程来共同完成:

  • Main Thread 主线程
  • Compositor Thread 绘制线程(我自己翻译的)

主线程的工作:

  1. 运行JS
  2. 计算 HTML 元素的 CSS 样式
  3. 布局页面
  4. 将元素绘制到一个或多个位图中
  5. 把这些位图交给 Compositor Thread 来处理

绘制线程的工作:

  1. 通过 GPU 将位图绘制到屏幕上
  2. 通知主线程去更新页面中可见或即将可见的部分的位图
  3. 计算出页面中那些部分是可见的
  4. 计算出在滚动页面时候,页面中哪些部分是即将可见的
  5. 滚动页面时将相应位置的元素移动到可视区

我们知道如果长时间的执行 JS 会阻塞主线程,页面就会出现各种的卡顿。

而绘制线程会尽量的去响应用户的交互,页面发生变化时,绘制线程会以每秒60帧(因为每秒60帧是最适合人眼的交互,小于60就会明显感觉到卡顿了)的间隔不断重绘页面。

GPU 在如下方面很快:

  • 绘制位图到屏幕上
  • 可不断的绘制相同的位图
  • 将同一位图进行位移、旋转、缩放 (就是动画)

但是在将位图加载到GPU内存中有点慢

关于两张图的正题来了

PS: 橙色方框的操作比较耗时,绿色方框的操作比较快速

一个从 height: 100pxheight: 200px 的动画按照下面的流程图来执行各种操作

animation-height

图中有那么多的橙色方框,浏览器会做大量的计算,动画就会卡顿。

因为每一帧的变化浏览器都在进行布局、绘制、把新的位图交给 GPU 内存(这恰好是我们上面提到的GPU的短板)

虽然只改变元素高度但是很可能要同步改变他的子元素的大小,那浏览器就要重新计算布局,计算完后主线程再来重新生成该元素的位图。

使用 transform 属性的动画

流程图如下

animation-transform

很明显,这么少的橙色方框,动画肯定会流畅。

因为 transform 属性不会改变自己和他周围元素的布局,他会对元素的整体产生影响。

因此,浏览器只需要一次生成这个元素的位图,然后动画开始时候交给 GPU 来处理他最擅长的位移、旋转、缩放等操作。这就解放了浏览器不再去做各种的布局、绘制等操作。

chrome中执行对比

把上面的demo代码在浏览器中执行下看下效果,demo地址:
http://ccforward.github.io/demos/css/animation.html

transition: height 1s linear

animation-height-chrome

transform: scale(1.0)

同样是改变大小的 scale 动画

animation-transform-chrome

参考信息:

http://blogs.adobe.com/webplatform/2014/03/18/css-animations-and-transitions-performance/

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