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网页性能优化中有一条叫做“避免使用未合成的动画”，请问该如何理解？

article 2025/3/25 13:00:50

在网页性能优化中，“避免使用未合成的动画”是指通过减少浏览器渲染流程中的 布局（Layout） 和 绘制（Paint） 步骤，从而提升动画的流畅性和性能。以下是具体解释和优化方法：

1. 浏览器渲染流程与动画的关系

浏览器渲染页面时，通常分为四个步骤：

JavaScript：执行脚本（如修改 DOM、CSS）。
样式计算（Style）：计算元素的最终样式。
布局（Layout）：计算元素的位置和几何信息（如宽高）。
绘制（Paint）：将元素的像素填充到屏幕上。
合成（Composite）：将各图层合并后显示到屏幕。

未合成的动画：
若动画直接修改了元素的布局属性（如 width、height、left、top 等），会触发 重新布局（Layout） 和 重绘（Paint），导致性能开销大。
合成的动画：
若动画仅修改了 合成层属性（如 transform、opacity），浏览器可以跳过布局和绘制，直接进入合成阶段，性能更高效。

2. 为什么“未合成的动画”会导致性能问题？

触发重排（Layout Thrashing）：
例如，使用 left 或 top 实现位移动画时，每次修改都会触发布局计算，导致主线程阻塞。
频繁重绘（Paint）：
修改 background-color 或 box-shadow 等属性会触发大面积重绘，消耗 GPU 资源。
帧率下降（FPS Drop）：
复杂的布局和绘制操作可能导致动画帧率低于 60 FPS，用户会感知到卡顿。

3. 如何优化？使用“合成动画”

(1) 优先使用 `transform` 和 `opacity`

这两个属性在大多数现代浏览器中 不会触发布局和绘制，直接由合成器处理：

/* 优化前：使用 left 导致重排 */
.box {
  position: absolute;
  left: 0;
  transition: left 0.3s;
}
.box:hover {
  left: 100px;
}

/* 优化后：使用 transform 避免重排 */
.box {
  transition: transform 0.3s;
}
.box:hover {
  transform: translateX(100px);
}

(2) 提升动画元素到独立合成层

通过 CSS 属性将动画元素提升到单独的合成层，减少对其他部分的影响：

.animated-element {
  will-change: transform;  /* 提示浏览器提前优化 */
  /* 或使用旧版 Hack（谨慎使用） */
  transform: translateZ(0);
}

注意：过度使用会导致内存占用增加，仅在必要时使用。

(3) 使用 `requestAnimationFrame` 调度动画

避免使用 setTimeout 或 setInterval，确保动画与浏览器刷新率同步：

function animate() {
  element.style.transform = `translateX(${currentX}px)`;
  currentX += 1;
  requestAnimationFrame(animate);
}
requestAnimationFrame(animate);

(4) 避免修改布局属性

避免的属性：
width、height、margin、padding、left、top、font-size 等。
替代方案：
使用 transform: scale() 替代 width/height 修改，用 transform: translate() 替代 top/left。

4. 验证工具：Chrome DevTools

Performance 面板：
录制动画过程，查看是否触发了 Layout 或 Paint 步骤（紫色和绿色区块）。
Rendering 面板：
勾选 Paint flashing，高亮显示重绘区域，确认动画是否触发不必要的绘制。
Layers 面板：
查看动画元素是否被提升为独立合成层。

5. 实际案例对比

场景	未合成的动画（低效）	合成的动画（高效）
位移效果	修改 `left`/`top`	使用 `transform: translate()`
缩放效果	修改 `width`/`height`	使用 `transform: scale()`
淡入淡出	修改 `visibility`	使用 `opacity` + `transform`
性能开销	高（触发 Layout + Paint）	低（仅 Composite）