浏览器实现移动端高性能css3动画(开启gpu加速)

高性能移动web相较pc的场景需要考虑的因素也相对更多更复杂，我们总结为以下几点： 流量、功耗与流畅度。 在pc时代我们更多的是考虑体验上的流畅度，而在mobile端本身丰富的场景下，需要额外关注对用户基站网络流量使用的情况，设备耗电量的情况。

关于流畅度，主要体现在前端动画中，在现有的前端动画体系中，通常有两种模式：js动画与css3动画。 js动画是通过js动态改写样式实现动画能力的一种方案，在pc端兼容低端浏览器中不失为一种推荐方案。 而在移动端，我们选择性能更优浏览器原生实现方案：css3动画。
然而，css3动画在移动多终端设备场景下，相比pc会面对更多的性能问题，主要体现在动画的卡顿与闪烁。
目前对提升移动端css3动画体验的主要方法有几点：

尽可能多的利用硬件能力，如使用3d变形来开启gpu加速

复制代码

代码如下:

-webkit-transform: translate3d(0, 0, 0);
-moz-transform: translate3d(0, 0, 0);
-ms-transform: translate3d(0, 0, 0);
transform: translate3d(0, 0, 0);

如动画过程有闪烁（通常发生在动画开始的时候），可以尝试下面的hack：

复制代码

代码如下:

-webkit-backface-visibility: hidden;
-moz-backface-visibility: hidden;
-ms-backface-visibility: hidden;
backface-visibility: hidden;

-webkit-perspective: 1000;
-moz-perspective: 1000;
-ms-perspective: 1000;
perspective: 1000;

如下面一个元素通过translate3d右移500px的动画流畅度会明显优于使用left属性：

复制代码

代码如下:

#ball-1 {
transition: -webkit-transform .5s ease;
-webkit-transform: translate3d(0, 0, 0);
}
#ball-1.slidein {
-webkit-transform: translate3d(500px, 0, 0);
}

#ball-2 {
transition: left .5s ease;
left：0;
}
#ball-2.slidein {
left：500px;
}

注：3d变形会消耗更多的内存与功耗，应确实有性能问题时才去使用它，兼在权衡

尽可能少的使用box-shadows与gradients

box-shadows与gradients往往都是页面的性能杀手，尤其是在一个元素同时都使用了它们，所以拥抱扁平化设计吧。
尽可能的让动画元素不在文档流中，以减少重排

复制代码

代码如下:

position: fixed;
position: absolute;

优化 dom layout 性能

我们从实例开始描述这个主题：

复制代码

代码如下:

var newwidth = adiv.offsetwidth + 10;
adiv.style.width = newwidth + 'px';
var newheight = adiv.offsetheight + 10;
adiv.style.height = newheight + 'px';

var newwidth = adiv.offsetwidth + 10;
var newheight = adiv.offsetheight + 10;
adiv.style.width = newwidth + 'px';
adiv.style.height = newheight + 'px';

这是两段能力上完全等同的代码，显式的差异正如我们所见，只有执行顺序的区别。但真是如此吗？下面是加了说明注释的代码版本，很好的阐述了其中的进一步差异：

复制代码

代码如下:

// 触发两次 layout
var newwidth = adiv.offsetwidth + 10; // read
adiv.style.width = newwidth + 'px'; // write
var newheight = adiv.offsetheight + 10; // read
adiv.style.height = newheight + 'px'; // write

// 只触发一次 layout
var newwidth = adiv.offsetwidth + 10; // read
var newheight = adiv.offsetheight + 10; // read
adiv.style.width = newwidth + 'px'; // write
adiv.style.height = newheight + 'px'; // write

从注释中可找到规律，连续的读取offsetwidth/height属性与连续的设置width/height属性，相比分别读取设置单个属性可少触发一次layout。
从结论看似乎与执行队列有关，没错，这是浏览器的优化策略。所有可触发layout的操作都会被暂时放入 layout-queue 中，等到必须更新的时候，再计算整个队列中所有操作影响的结果，如此就可只进行一次的layout，从而提升性能。
关键一，可触发layout的操作，哪些操作下会layout的更新（也称为reflow或者relayout）？
我们从浏览器的源码实现入手，以开源webkit/blink为例， 对layout的更新，webkit 主要通过 document::updatelayout 与document::updatelayoutignorependingstylesheets 两个方法：

复制代码

代码如下:

void document::updatelayout()
{
assert(ismainthread());

frameview* frameview = view();
if (frameview && frameview->isinlayout()) {
assert_not_reached();
return;
}

if (element* oe = ownerelement())
oe->document()->updatelayout();

updatestyleifneeded();

stackstats::layoutcheckpoint layoutcheckpoint;

if (frameview && renderer() && (frameview->layoutpending() || renderer()->needslayout()))
frameview->layout();

if (m_focusednode && !m_didpostcheckfocusednodetask) {
posttask(checkfocusednodetask::create());
m_didpostcheckfocusednodetask = true;
}
}

void document::updatelayoutignorependingstylesheets()
{
bool oldignore = m_ignorependingstylesheets;

if (!havestylesheetsloaded()) {
m_ignorependingstylesheets = true;

htmlelement* bodyelement = body();
if (bodyelement && !bodyelement->renderer() && m_pendingsheetlayout == nolayoutwithpendingsheets) {
m_pendingsheetlayout = didlayoutwithpendingsheets;
styleresolverchanged(recalcstyleimmediately);
} else if (m_hasnodeswithplaceholderstyle)
recalcstyle(force);
}

updatelayout();

m_ignorependingstylesheets = oldignore;
}

从 updatelayoutignorependingstylesheets 方法的内部实现可知，其也是对 updatelayout 方法的扩展，并且在现有的 layout 更新模式中，大部分场景都是调用 updatelayoutignorependingstylesheets 来进行layout的更新。
搜索 webkit 实现中调用 updatelayoutignorependingstylesheets 方法的代码, 得到以下可导致触发 layout 的操作：

element: clientheight, clientleft, clienttop, clientwidth, focus(), getboundingclientrect(), getclientrects(), innertext, offsetheight, offsetleft, offsetparent, offsettop, offsetwidth, outertext, scrollbylines(), scrollbypages(), scrollheight, scrollintoview(), scrollintoviewifneeded(), scrollleft, scrolltop, scrollwidth

frame, htmlimageelement: height, width

range: getboundingclientrect(), getclientrects()

svglocatable: computectm(), getbbox()

svgtextcontent: getcharnumatposition(), getcomputedtextlength(), getendpositionofchar(), getextentofchar(), getnumberofchars(), getrotationofchar(), getstartpositionofchar(), getsubstringlength(), selectsubstring()

svguse: instanceroot

window: getcomputedstyle(), scrollby(), scrollto(), scrollx, scrolly, webkitconvertpointfromnodetopage(), webkitconvertpointfrompagetonode()