第關(guān)于JavaScript實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫時(shí)動(dòng)畫抖動(dòng)的原因與解決方法目錄使用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫出現(xiàn)卡頓的原因requestAnimationFrame的前世今生requestAnimationFrameVSsetInterval參考資料總結(jié)前段時(shí)間在使用JavaScript做動(dòng)畫的時(shí)候發(fā)現(xiàn)做出來(lái)的動(dòng)畫會(huì)出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象，今天我們主要就來(lái)聊一下卡頓的原因以及如何解決這個(gè)問(wèn)題。

使用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫出現(xiàn)卡頓的原因

主要原因是瀏覽器無(wú)法確定定時(shí)器的回調(diào)函數(shù)的執(zhí)行時(shí)機(jī)。以setInterval為例，當(dāng)一個(gè)setInterval定時(shí)器被創(chuàng)建后，它的回調(diào)任務(wù)會(huì)被放到異步隊(duì)列，只有當(dāng)同步任務(wù)執(zhí)行完成后，瀏覽器才會(huì)檢查異步隊(duì)列中是否有需要執(zhí)行的異步任務(wù)，如果有，就取出執(zhí)行，這樣會(huì)使任務(wù)的實(shí)際執(zhí)行時(shí)機(jī)比所設(shè)定的延遲時(shí)間要晚一些。

這個(gè)問(wèn)題跟瀏覽器的事件循環(huán)機(jī)制有關(guān)，JavaScript引擎在解析執(zhí)行我們的代碼的時(shí)候，遇到定時(shí)器，會(huì)調(diào)用瀏覽器API，讓定時(shí)器去進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，此時(shí)并不阻塞同步代碼的執(zhí)行，當(dāng)定時(shí)器倒計(jì)時(shí)完畢，定時(shí)器回調(diào)會(huì)被放入宏任務(wù)隊(duì)列等待執(zhí)行。

在這個(gè)過(guò)程中問(wèn)題就來(lái)了，如果說(shuō)同步代碼的執(zhí)行需要50ms，而定時(shí)器設(shè)置的定時(shí)只有20ms，那么由于事件循環(huán)的機(jī)制，還是要等待同步任務(wù)執(zhí)行完整之后再來(lái)執(zhí)行微任務(wù)隊(duì)列中的定時(shí)器回調(diào)，而這中間，又相隔了30ms，在這30ms的過(guò)程中，定時(shí)器的回調(diào)一直處于pendding的狀態(tài)。如果定時(shí)器中是動(dòng)畫相關(guān)的操作，那也需要在預(yù)期的時(shí)間上多等待50ms。

畫了張圖，希望能幫助大家理解（如果不能幫助大家理解，那么請(qǐng)忽略這張圖）

屏幕分辨率和尺寸也會(huì)影響刷新頻率，不同設(shè)備的屏幕繪制頻率可能會(huì)有所不同，而setInterval只能設(shè)置一個(gè)固定的時(shí)間間隔，這個(gè)間隔時(shí)間不一定與屏幕的刷新時(shí)間同步，所以就可能會(huì)導(dǎo)致動(dòng)畫出現(xiàn)隨機(jī)丟幀的問(wèn)題。

這里有兩個(gè)點(diǎn)，一個(gè)是顯示器的刷新頻率，另一個(gè)是定時(shí)器的時(shí)間間隔。

一般顯示器刷新頻率都是60Hz，這基本上意味著每秒需要重繪60次。大多數(shù)瀏覽器都會(huì)限制重繪的頻率，使其不超過(guò)顯示器的刷新頻率。因?yàn)槌^(guò)刷新頻率，用戶也感知不到，白白浪費(fèi)性能。

因此，實(shí)現(xiàn)平滑動(dòng)畫最佳的重繪間隔為1000ms/60，大約17毫秒。以這個(gè)速度重繪，可以實(shí)現(xiàn)最平滑的動(dòng)畫效果。因?yàn)檫@已經(jīng)是瀏覽器的重繪頻率的極限了。

知道何時(shí)繪制下一幀，是創(chuàng)造平滑動(dòng)畫的關(guān)鍵。直到幾年前，都沒(méi)有確切保證讓瀏覽器在何時(shí)把下一幀繪制出來(lái)的方法。隨著canvas和HTML5游戲的興起，開(kāi)發(fā)者發(fā)現(xiàn)setInterval和setTimeout的不精確是個(gè)大問(wèn)題，而瀏覽器自身的計(jì)時(shí)器也存在著精度不足毫秒的問(wèn)題。

以下是幾個(gè)瀏覽器計(jì)時(shí)器的精度情況：

IE8以及之前的版本計(jì)時(shí)器精度為15.625ms；IE9及之后的版計(jì)時(shí)器精度為4ms；FireFox和Safari的計(jì)時(shí)器精度約為10ms；Chrome的計(jì)時(shí)器精度為4ms。

以Chrome為例，它的計(jì)時(shí)器精度為4ms，這意味著0~4之間的任何值最終要么是0，要么是4；不可能是別的值。因此，即使將瀏覽器的時(shí)間間隔設(shè)置為最優(yōu)，也免不了只能得到相近似的結(jié)果。

對(duì)于JavaScript來(lái)說(shuō)，它不知道瀏覽器會(huì)在何時(shí)發(fā)生重繪。因此，我們通過(guò)定時(shí)器做動(dòng)畫的時(shí)候，在定時(shí)器中控制動(dòng)畫的代碼已經(jīng)執(zhí)行完成的情況下，動(dòng)畫效果并不一定會(huì)立馬生效，因?yàn)榇藭r(shí)瀏覽器可能還處在等待下一次重繪的過(guò)程中，當(dāng)下一次重繪完成，動(dòng)畫效果才能在瀏覽器窗口中顯示出來(lái)。

而由于瀏覽器計(jì)時(shí)器時(shí)間差的問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致定時(shí)器的計(jì)時(shí)并不一定是我們?cè)O(shè)置的17ms，而是在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)內(nèi)反復(fù)橫跳，也因此才出現(xiàn)使用定時(shí)器做動(dòng)畫的時(shí)候動(dòng)畫抖動(dòng)的問(wèn)題，在復(fù)雜的動(dòng)畫中，這種問(wèn)題尤為明顯。

在這樣的環(huán)境下，今天的主角requestAnimationFrame應(yīng)運(yùn)而生！

requestAnimationFrame的前世今生

Mozilla的RobertOCallahan一直在思考這個(gè)問(wèn)題，并且提出了一個(gè)獨(dú)特的解決方案。他指出，瀏覽器知道CSS過(guò)渡和動(dòng)畫應(yīng)該什么時(shí)候開(kāi)始，并且能夠計(jì)算出正確的時(shí)間間隔，到時(shí)間就去刷新用戶界面。

但是對(duì)于JavaScript而言，瀏覽器并不知道動(dòng)畫什么時(shí)候開(kāi)始。他給出的方案是創(chuàng)造一個(gè)名為MozRequestAnimationFrame的新方法，以此來(lái)通知瀏覽器某些JavaScript代碼要執(zhí)行動(dòng)畫了。這樣瀏覽器就可以在運(yùn)行某些代碼后進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。

目前，所有的瀏覽器都支持這個(gè)方法不帶前綴的版本，也就是現(xiàn)在用到的requestAnimationFrame。

requestAnimationFrameVSsetInterval

這里就不再過(guò)多的介紹requestAnimationFrame的詳細(xì)用法了，它的用法并不復(fù)雜。

與定時(shí)器不同的是，requestAnimationFrame只會(huì)在被調(diào)用的時(shí)候執(zhí)行一次動(dòng)畫，而不會(huì)連續(xù)執(zhí)行。如果想做連續(xù)的動(dòng)畫，則可以通過(guò)遞歸來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)requestAnimationFrame的連續(xù)調(diào)用。

接下來(lái)通過(guò)一個(gè)demo來(lái)對(duì)比一下使用requestAnimationFrame和setInterval兩者做出來(lái)的動(dòng)畫效果之間的差異。

!DOCTYPEhtml

htmllang="en"

head

metacharset="UTF-8"/

metahttp-equiv="X-UA-Compatible"content="IE=edge"/

metaname="viewport"content="width=device-width,initial-scale=1.0"/

titleDocument/title

/head

style

.square1,

.square2{

position:absolute;

width:100px;

height:100px;

.square1{

top:40px;

background:red;

.square2{

top:150px;

background:blue;

/style

body

div

div/div

div/div

button開(kāi)始！/button

/div

script

constsquare1El=document.querySelector('.square1')

constsquare2El=document.querySelector('.square2')

//定時(shí)器版

functionsquareMove(){

lettimer=null

square1El.style.left='0px'

timer=setInterval(()={

constsquareLeft=parseInt(square1El.style.left)

if(squareLeft=500)returnclearInterval(timer)

square1El.style.left=squareLeft+1+'px'

},17)

//requestAnimationFrame版

functionsquareMove2(){

lettimer=null

square2El.style.left='0px'

functionupdateAnimation(){

constsquareLeft=parseInt(square2El.style.left)

if(squareLeft=500)returncancelAnimationFrame(timer)

square2El.style.left=squareLeft+1+'px'

window.requestAnimationFrame(updateAnimation)

window.requestAnimationFrame(updateAnimation)

document.querySelector('.btn').addEventListener('click',()={

squareMove()

squareMove2()

/script

/body

/html

在頁(yè)面中畫了兩個(gè)正方形，當(dāng)點(diǎn)擊按鈕的時(shí)候方塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，紅色方塊是使用setInterval實(shí)現(xiàn)的動(dòng)畫，藍(lán)色方塊使用的是requestAnimationFrame。

接下來(lái)看一下實(shí)現(xiàn)的效果。

在生成gif的時(shí)候視頻被壓縮了，但是還是能看到紅色的方塊在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)候有明顯的抖動(dòng)，而藍(lán)色的方塊則比較絲滑。

實(shí)際上，requestAnimationFrame的回調(diào)函數(shù)可以接收一個(gè)參數(shù)，這個(gè)參數(shù)是一個(gè)DOMHightResTimeStamp的實(shí)例（比如：performance.now()的返回值），用來(lái)表示下一次重繪的時(shí)間。這一點(diǎn)非常重要，requestAnimationFrame實(shí)際上是把重繪任務(wù)安排在了未來(lái)的一個(gè)已知的時(shí)間點(diǎn)上，而且通過(guò)這個(gè)參數(shù)來(lái)告訴開(kāi)發(fā)者。

類似于setInterval的清除方法clearInterval，requestAnimationFrame也有對(duì)應(yīng)的取消重繪的方法cancelAnimationFrame，用法也跟clearInterval非常類似，在每次調(diào)用requestAnimationFrame的時(shí)候，都會(huì)返回一個(gè)id，cancelAnimationFra