requestAnimationFrame原理及兼容性封装

一、认识requestAnimationFrame

requestAnimationFrame解决了浏览器不知道javascript动画什么时候开始、不知道最佳循环间隔时间的问题。它是跟着浏览器的绘制走的，如果浏览器绘制间隔是16.7ms，它就按这个间隔绘制；如果浏览器绘制间隔是10ms, 它就按10ms绘制。这样就不会存在过度绘制的问题，动画不会丢帧。

内部是这么运作的：

浏览器页面每次要重绘，就会通知requestAnimationFrame; 这是资源非常高效的一种利用方式。

有以下两点：

1、就算很多个requestAnimationFrame()要执行，浏览器只要通知一次就可以了。而setTimeout是多个独立绘制。

2、一旦页面不在当前页面(比如：页面最小化了)，页面是不会进行重绘的，自然requestAnimationFrame也不会触发(因为没有通知)。页面绘制全部停止，资源高效利用。

二. 动画的循环间隔

编写动画循环的关键，是要知道延迟时间多长合适。一方面，循环时间必须足够短，这样才能保证动画效果更平滑流畅；另一方面，循环还要足够长，这样才能保证浏览器有能力渲染产生的变化。大多数显示器的刷新频率是60Hz，相当于每秒钟重绘60次。大多数浏览器都会对重绘操作加以限制，不超过显示器的重绘频率，因为即使超过了这个频率，用户体验也不会有提升。

因此最平滑动画的最佳循环间隔是1000ms/60，约等于17ms。以这个循环间隔重绘的动画是平滑的，因为这个速度最接近浏览器的最高限速。为了适应17ms的循环间隔，多重动画可能需要加以节制，以便不会完成得太快。

虽然与使用多组setTimeout()相比，使用setInterval()的动画循环效率更高。但是无论setTimeout()还是setInterval()都不十分精确。为它们传入的第二个参数，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执行完成后再执行。如果UI线程繁忙，比如忙于处理用户操作，那么即使把代码加入队列也不会立即执行。

因此，知道什么时候绘制下一帧是保证动画平滑的关键。然而，面对不十分精确的setTimeout()和setInterval() ，开发人员至今都没有办法确保浏览器按时绘制下一帧。

以下是几个浏览器的计时器精度：

IE8及其以下版本浏览器： 15.6ms；

IE9及其以上版本浏览器：4ms；

Firefox和Safari：10ms；

Chrome：4ms。

更为复杂的是，浏览器开始限制后台标签页或不活动标签页的计数器。因此，即使你优化了循环间隔，可能仍然只能接近你想要的效果。

三. requestAnimationFrame()

Mozilla的 Robert O'Callahan 指出，CSS变换动画的优势在于浏览器知道动画什么时候开始，因此会计算出正确的循环间隔，在适当的时候刷新UI。而对于JavaScript动画，浏览器就无从知晓什么时候开始。

因此Robert O'Callahan的方案是，创建一个新方法mozRequestAnimationFrame() ，通过它告诉浏览器某些代码将要执行动画。这样浏览器可以在运行某些代码后进行适当的优化。

与setTimeout()和setInterval()方法不同，requestAnimationFrame()不需要调用者指定帧速率，浏览器会自行决定最佳的帧效率。

requestAnimationFrame()方法接收一个参数，即在重绘屏幕前调用以个函数。这个函数负责改变下一次重绘时的DOM样式。为了创建动画循环，可以像使用setTimeout()一样，把多个对requestAnimationFrame()的调用连缀起来。

如：

function drawFrame() {

    window.requestAnimationFrame(drawFrame);

    // animation code...

}

window.requestAnimationFrame(drawFrame);

四. requestAnimationFrame()的兼容性封装

(function() {

    let lastTime = 0;

    let vendors = ['ms', 'moz', 'webkit', 'o'];

    for(let i = 0;  i < vendors.length && !window.requestAnimationFrame; ++i) {

        window.requestAnimationFrame = window[vendors[i]+'RequestAnimationFrame'];

        window.cancelAnimationFrame = window[vendors[i]+'CancelAnimationFrame'] || window[vendors[i]+'CancelRequestAnimationFrame'];

    }

    if (!window.requestAnimationFrame)

    window.requestAnimationFrame = function(callback, element) {

        let currTime = new Date().getTime();

        let timeToCall = Math.max(0, 1000/60 - (currTime - lastTime));

        let time = window.setTimeout(function() { 

           callback(currTime + timeToCall); },

        timeToCall);

        lastTime = currTime + timeToCall;

        return time;

    };

    if(!window.cancelAnimationFrame)

    window.cancelAnimationFrame =function(id) {

        clearTimeout(time);

    };

}());

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