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全面理解 requestAnimationFrame

2023-06-14

2117 字约 8 分钟

...

面试

一、requestAnimationFrame 的定义

官方的定义：

requestAnimationFrame 即请求动画帧，它是一个浏览器的宏任务。简单的说，这个api主要是用来做动画的。

二、关于前端动画的两个问题

1. 前端动画方案有哪些？

css动画
- transition：过渡动画
- animation：直接动画（搭配@keyframes）
js动画
- setInterval或setTimeout定时器（比如不停地更改dom元素的位置，使其运动起来）
- canvas动画，搭配js中的定时器去运动起来（canvas只是一个画笔，然后我们通过定时器会使用这个画笔去画画-动画）
- requestAnimationFrame动画（js动画中的较好方案）

2. 为何要使用这个新的api来做动画？

在工作中，做动画最优的方案无疑是css动画，但是某些特定场景下，css动画无法实现我们所需要的需求。这时，我们就要考虑使用js去做动画了，canvas动画的本质也是定时器动画。使用定时器动画干活，实际上是可以的，但是存在一个最大的问题，就是动画会抖动，体验效果不是非常好。

而使用requestAnimationFrame去做动画，就不会出现抖动的现象。

这里笔者写一个demo动画（分别是上述两种方式实现dom元素向右平移）给大家看一下，就知道具体的区别。我们先看一下效果图：

由于gif录制软件的问题，看着都有点卡。实际上，大家把下方代码复制一份跑起来看的话，会发现定时器动画在微微颤抖，而requestAnimationFrame动画却稳如老狗

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

  <head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>requestAnimationFrame_yyds</title>
    <style>
      body {
        box-sizing: border-box;
        background-color: #ccc;
      }

      .box1,
      .box2 {
        position: absolute;
        width: 160px;
        height: 160px;
        line-height: 160px;
        text-align: center;
        color: #fff;
        font-size: 13px;
      }

      .box1 {
        top: 40px;
        background: red;
      }

      .box2 {
        top: 210px;
        background: green;
      }
    </style>
  </head>

  <body>
    <button class="btn">👉 let's go!</button>
    <div class="box1">定时器动画</div>
    <div class="box2">请求动画帧</div>
    <script>
      // 动画思路：不断修改dom元素的left值，使其运动起来（动画）
      let box1 = document.querySelector('.box1')
      let box2 = document.querySelector('.box2')

      // setInterval定时器方式
      function setIntervalFn(

      ) {
        let timer = null
        box1.style.left = '0px'
        timer = setInterval(() => {
          let leftVal = parseInt(box1.style.left)
          if (leftVal >= 720) {
            clearInterval(timer)
          } else {
            box1.style.left = leftVal + 1 + 'px'
          }
        }, 17)
      }

      // requestAnimationFrame请求动画帧方式
      function requestAnimationFrameFn(

      ) {
        let timer = null // 可注掉
        box2.style.left = '0px'
        function callbackFn(

        ) {
          let leftVal = parseInt(box2.style.left)
          if (leftVal >= 720) {
            // 不再继续递归调用即可，就不会继续执行了，下面这个加不加都无所谓，因为影响不到
            // cancelAnimationFrame取消请求动画帧，用的极少，看下，下文中的回到顶部组件
            // 大家会发现并没有使用到这个api（这样写只是和clearInterval做一个对比）
            // 毕竟，正常情况下，requestAnimationFrame会自动停下来
            cancelAnimationFrame(timer) // 可注掉（很少用到）
          } else {
            box2.style.left = leftVal + 1 + 'px'
            window.requestAnimationFrame(callbackFn)
          }
        }
        window.requestAnimationFrame(callbackFn)
      }

      // 动画绑定
      let btn = document.querySelector('.btn')
      btn.addEventListener('click', () => {
        setIntervalFn()
        requestAnimationFrameFn()
      })
    </script>
  </body>

</html>

通过上述的例子，我们可以回答这个问题了：

面试官问：requestAnimationFrame比定时器好在哪里？
候选人答：好在比较稳定，动画不卡顿
面试官说：你回去等通知吧...

所以在这里，我们还要顺带延伸一下，为什么定时器会卡，而requestAnimationFrame不会卡。在说这个问题之前，我们先来看下requestAnimationFrame的语法规则。

三、requestAnimationFrame的语法规则

requestAnimationFrame和js中的setTimeout定时器函数基本一致，不过setTimeout可以自由设置间隔时间，而requestAnimationFrame的间隔时间是由浏览器自身决定的，大约是17毫秒左右

1.requestAnimationFrame我们可以在控制台输入window，然后展开查看其身上的属性，就能找到了，如下图：

xxx.png

2.由上图我们可以看到，requestAnimationFrame本质上是一个全局window对象上的一个属性函数，所以我们使用时，直接：window.requestAnimationFrame(callBack)即可。

3.和定时器一样其接收的参数callback也是一个函数，即下一次重绘之前更新动画帧所调用的函数，即在这个函数体中，我们可以写对应的逻辑代码（和定时器类似）。

4.requestAnimationFrame也有返回值，返回值是一个整数，主要是定时器的身份证标识，可以使用 window.cancelAnimationFrame()来取消回调函数执行，相当于定时器中的clearTimeout()。

5.二者也都是只执行一次，想要继续执行，做到类似setInterval的效果，需要写成递归的形式（上述案例中也提到了）

四、关于卡顿的问题

1. 为什么定时器会卡

我们在手机或者电脑显示屏上看东西时，显示屏会默默的不停地干活（刷新画面）
这个刷新值得是每秒钟刷新次数，普通显示器的刷新率约为60Hz（每秒刷新60次），高档的有75Hz、90Hz、120Hz、144Hz等等
刷新率次数越高，显示器显示的图像越清晰、越流畅、越丝滑
不刷新就是静态的画面，刷新比较低就是卡了，PPT的感觉
动画想要丝滑流畅，需要卡住时间点进行代码操作（代码语句赋值、浏览器重绘）
所以只需要每隔1000毫秒的60分之一（60HZ）即约为17毫秒，进行一次动画操作即可
只要卡住这个17毫秒，每隔17毫秒进行操作，就能确保动画丝滑
但是定时器的回调函数，会受到js的事件队列宏任务、微任务影响，可能设定的是17毫秒执行一次，但是实际上这次是17毫秒、下次21毫秒、再下次13毫秒执行，所以并不是严格的卡住了这个60HZ的时间
没有在合适的时间点操作，就会出现：类似这样的情况：变、不变、不变、变、不变...
于是就出现了，绘制不及时的情况，就会有抖动的出现（以上述案例，位置和时间没有线性对应更新变化导致看起来抖动）

2. 为何`requestAnimationFrame`不会卡

setTimeout和setInterval的问题是，它们都不精确。它们的内在运行机制决定了时间间隔，参数实际上只是指定了把动画代码添加到浏览器UI线程队列中以等待执行的时间。如果队列前面已经加入了其他任务，那动画代码就要等前面的任务完成后再执行。

requestAnimationFrame能够做到，精准严格的卡住显示器刷新的时间，比如普通显示器60HZ它会自动对应17ms执行一次，高级显示器120HZ，它会自动对应9ms执行一次。当然requestAnimationFrame只会执行一次，想要使其多次执行，要写成递归的形式。

所以，这就是requestAnimationFrame的好处，window.requestAnimationFrame这个api就是解决了定时器不精准的问题的。

五、requestAnimationFrame 的应用场景

比如：回到顶部组件，就是使用requestAnimationFrame实现的。

效果图：

代码：

<template>
  <transition name="fade-transform">
    <div
         v-show="visible"
         class="backWrap"
         :style="{
                 bottom: bottom + 'px',
                 right: right + 'px',
                 }"
         @click="goToTop"
         >
      <slot></slot>
    </div>
  </transition>
</template>

<script>

  export default {
    name: "myBack",
    props: {
      bottom: {
        type: Number,
        default: 72,
      },
      right: {
        type: Number,
        default: 72,
      },
      // 回到顶部出现的滚动高度位置
      showHeight: {
        type: Number,
        default: 240,
      },
      // 拥有滚动条的那个dom元素的id或者class，用于下方选中操作更改滚动条滚动距离
      scrollBarDom: String,
    },
    data(

    ) {
      return {
        visible: false,
        scrollDom: null,
      };
    },
    mounted(

    ) {
      if (document.querySelector(this.scrollBarDom)) {
        this.scrollDom = document.querySelector(this.scrollBarDom);
        // 不用给window绑定监听滚动事件，给对应滚动条元素绑定即可
        this.scrollDom.addEventListener("scroll", this.isShowGoToTop, true);
      }
    },
    beforeDestroy(

    ) {
      // 最后要解除监听滚动事件
      this.scrollDom.removeEventListener("scroll", this.isShowGoToTop, true);
    },
    methods: {
      isShowGoToTop(

      ) {
        // 获取滚动的元素，即有滚动条的那个元素
        if (this.scrollDom.scrollTop > 20) {
          this.visible = true;
        } else {
          this.visible = false;
        }
      },
      goToTop(

      ) {
        // 获取滚动的元素，即有滚动条的那个元素
        let scrollDom = document.querySelector(this.scrollBarDom);
        // 获取垂直滚动的距离，看看滚动了多少了，然后不断地修改滚动距离直至为0
        let scrollDistance = scrollDom.scrollTop;

        /**
 * window.requestAnimationFrame兼容性已经可以了，正常都有的
 * */
        if (window.requestAnimationFrame) {
          let fun = (

          ) => {
            scrollDom.scrollTop = scrollDistance -= 36;
            if (scrollDistance > 0) {
              window.requestAnimationFrame(fun); // 只执行一次，想多次执行需要再调用
            } else {
              scrollDom.scrollTop = 0;
            }
          };
          window.requestAnimationFrame(fun);
          return;
        }

        /**
 * 没有requestAnimationFrame的话，就用定时器去更改滚动条距离，使之滚动
 * */
        let timer2 = setInterval(() => {
          scrollDom.scrollTop = scrollDistance -= 36;
          if (scrollDistance <= 0) {
            clearInterval(timer2);
            scrollDom.scrollTop = 0;
          }
        }, 17);
      },
    },
  };
</script>

<style lang='less' scoped>

  .backWrap {
    position: fixed;
    cursor: pointer;
    width: 42px;
    height: 42px;
    background: #9cc2e5;
    border-radius: 4px;
    display: flex;
    justify-content: center;
    align-items: center;
    transition: all 0.5s;
  }

  // 过渡效果
  .fade-transform-leave-active,
  .fade-transform-enter-active {
    transition: all 0.36s;
  }

  .fade-transform-enter {
    opacity: 0;
    transform: translateY(-5px);
  }
  .fade-transform-leave-to {
    opacity: 0;
    transform: translateY(5px);
  }
</style>