性能更好的js動畫實現方式——requestAnimationFrame

用js來實現動畫，我們一般是借助setTimeout或setInterval這兩個函數，css3動畫出來后，我們又可以使用css3來實現動畫了，而且性能和流暢度也得到了很大的提升。但是css3動畫還是有不少局限性，比如不是所有屬性都能參與動畫、動畫緩動效果太少、無法完全控制動畫過程等等。所以有的時候我們還是不得不使用setTimeout或setInterval的方式來實現動畫，可是setTimeout和setInterval有着嚴重的性能問題，雖然某些現代瀏覽器對這兩函個數進行了一些優化，但還是無法跟css3的動畫性能相提並論。這個時候，就該requestAnimationFrame出馬了。

requestAnimationFrame 是專門為實現高性能的幀動畫而設計的一個API，目前已在多個瀏覽器得到了支持，包括IE10+，Firefox，Chrome，Safari，Opera等，在移動設備上，ios6以上版本以及IE mobile 10以上也支持requestAnimationFrame，唯一比較遺憾的是目前安卓上的原生瀏覽器並不支持requestAnimationFrame，不過對requestAnimationFrame的支持應該是大勢所趨了，安卓版本的chrome 16+也是支持requestAnimationFrame的。

requestAnimationFrame 比起 setTimeout、setInterval的優勢主要有兩點：

1、requestAnimationFrame 會把每一幀中的所有DOM操作集中起來，在一次重繪或回流中就完成，並且重繪或回流的時間間隔緊緊跟隨瀏覽器的刷新頻率，一般來說，這個頻率為每秒60幀。

2、在隱藏或不可見的元素中，requestAnimationFrame將不會進行重繪或回流，這當然就意味着更少的的cpu，gpu和內存使用量。

像setTimeout、setInterval一樣，requestAnimationFrame是一個全局函數。調用requestAnimationFrame后，它會要求瀏覽器根據自己的頻率進行一次重繪，它接收一個回調函數作為參數，在即將開始的瀏覽器重繪時，會調用這個函數，並會給這個函數傳入調用回調函數時的時間作為參數。由於requestAnimationFrame的功效只是一次性的，所以若想達到動畫效果，則必須連續不斷的調用requestAnimationFrame，就像我們使用setTimeout來實現動畫所做的那樣。requestAnimationFrame函數會返回一個資源標識符，可以把它作為參數傳入cancelAnimationFrame函數來取消requestAnimationFrame的回調。怎么樣，是不是也跟setTimeout的clearTimeout很相似啊。

所以，可以這么說，requestAnimationFrame就是一個性能優化版、專為動畫量身打造的setTimeout，不同的是requestAnimationFrame不是自己指定回調函數運行的時間，而是跟着瀏覽器內建的刷新頻率來執行回調，這當然就能達到瀏覽器所能實現動畫的最佳效果了。

目前，各個支持requestAnimationFrame的瀏覽器有些還是自己的私有實現，所以必須加前綴，對於不支持requestAnimationFrame的瀏覽器，我們只能使用setTimeout，因為兩者的使用方式幾近相同，所以這兩者的兼容並不難。對於支持requestAnimationFrame的瀏覽器，我們使用requestAnimationFrame，而不支持的我們優雅降級使用傳統的setTimeout。把它們封裝一下，就能得到一個統一兼容各大瀏覽器的API了。

代碼可以到這里來查看：https://gist.github.com/chaping/88813f56e75b0fd43f8c

var lastTime = 0;
var prefixes = 'webkit moz ms o'.split(' '); //各瀏覽器前綴

var requestAnimationFrame = window.requestAnimationFrame;
var cancelAnimationFrame = window.cancelAnimationFrame;

var prefix;
//通過遍歷各瀏覽器前綴，來得到requestAnimationFrame和cancelAnimationFrame在當前瀏覽器的實現形式
for( var i = 0; i < prefixes.length; i++ ) {
    if ( requestAnimationFrame && cancelAnimationFrame ) {
      break;
    }
    prefix = prefixes[i];
    requestAnimationFrame = requestAnimationFrame || window[ prefix + 'RequestAnimationFrame' ];
    cancelAnimationFrame  = cancelAnimationFrame  || window[ prefix + 'CancelAnimationFrame' ] || window[ prefix + 'CancelRequestAnimationFrame' ];
}

//如果當前瀏覽器不支持requestAnimationFrame和cancelAnimationFrame，則會退到setTimeout
if ( !requestAnimationFrame || !cancelAnimationFrame ) {
    requestAnimationFrame = function( callback, element ) {
      var currTime = new Date().getTime();
      //為了使setTimteout的盡可能的接近每秒60幀的效果
      var timeToCall = Math.max( 0, 16 - ( currTime - lastTime ) ); 
      var id = window.setTimeout( function() {
        callback( currTime + timeToCall );
      }, timeToCall );
      lastTime = currTime + timeToCall;
      return id;
    };
    
    cancelAnimationFrame = function( id ) {
      window.clearTimeout( id );
    };
}

//得到兼容各瀏覽器的API
window.requestAnimationFrame = requestAnimationFrame; 
window.cancelAnimationFrame = cancelAnimationFrame;

這樣子我們就能在所有瀏覽器上使用requestAnimationFrame和cancelAnimationFrame了。

下面舉個簡單的例子來說明怎么運用requestAnimationFrame進行動畫，下面的代碼會將id為demo的div以動畫的形式向右移動到300px

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

<script>
var demo = document.getElementById('demo');
function rander(){
    demo.style.left = parseInt(demo.style.left) + 1 + 'px'; //每一幀向右移動1px
}
requestAnimationFrame(function(){
    rander();
    //當超過300px后才停止
    if(parseInt(demo.style.left)<=300) requestAnimationFrame(arguments.callee);
});
</script>

 

參考資料：

http://www.paulirish.com/2011/requestanimationframe-for-smart-animating/

http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ie/hh920765(v=vs.85).aspx

https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/window.requestAnimationFrame