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

  1. -webkit-transform: translate3d(0, 0, 0);
  2. -moz-transform: translate3d(0, 0, 0);
  3. -ms-transform: translate3d(0, 0, 0);
  4. 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:

  1. -webkit-backface-visibility: hidden;
  2. -moz-backface-visibility: hidden;
  3. -ms-backface-visibility: hidden;
  4. backface-visibility: hidden;
  5. -webkit-perspective: 1000;
  6. -moz-perspective: 1000;
  7. -ms-perspective: 1000;
  8. 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:

  1. #ball-1 {
  2. transition: -webkit-transform .5s ease;
  3. -webkit-transform: translate3d(0, 0, 0);
  4. }
  5. #ball-1.slidein {
  6. -webkit-transform: translate3d(500px, 0, 0);
  7. }
  8. #ball-2 {
  9. transition: left .5s ease;
  10. left: 0;
  11. }
  12. #ball-2.slidein {
  13. left: 500px;
  14. }

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-shadowsgradients

box-shadowsgradients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

  1. position: fixed;
  2. position: absolute;

优化 DOM layout 性能

我们从实例开始描述这个主题:

  1. var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;
  2. aDiv.style.width = newWidth + 'px';
  3. var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10;
  4. aDiv.style.height = newHeight + 'px';
  5. var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10;
  6. var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10;
  7. aDiv.style.width = newWidth + 'px';
  8. 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:

  1. // 触发两次 layout
  2. var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10; // Read
  3. aDiv.style.width = newWidth + 'px'; // Write
  4. var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10; // Read
  5. aDiv.style.height = newHeight + 'px'; // Write
  6. // 只触发一次 layout
  7. var newWidth = aDiv.offsetWidth + 10; // Read
  8. var newHeight = aDiv.offsetHeight + 10; // Read
  9. aDiv.style.width = newWidth + 'px'; // Write
  10. 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::updateLayoutDocument::updateLayoutIgnorePendingStylesheets 两个方法:

  1. void Document::updateLayout()
  2. {
  3. ASSERT(isMainThread());
  4. FrameView* frameView = view();
  5. if (frameView && frameView->isInLayout()) {
  6. ASSERT_NOT_REACHED();
  7. return;
  8. }
  9. if (Element* oe = ownerElement())
  10. oe->document()->updateLayout();
  11. updateStyleIfNeeded();
  12. StackStats::LayoutCheckPoint layoutCheckPoint;
  13. if (frameView && renderer() && (frameView->layoutPending() || renderer()->needsLayout()))
  14. frameView->layout();
  15. if (m_focusedNode && !m_didPostCheckFocusedNodeTask) {
  16. postTask(CheckFocusedNodeTask::create());
  17. m_didPostCheckFocusedNodeTask = true;
  18. }
  19. }
  20. void Document::updateLayoutIgnorePendingStylesheets()
  21. {
  22. bool oldIgnore = m_ignorePendingStylesheets;
  23. if (!haveStylesheetsLoaded()) {
  24. m_ignorePendingStylesheets = true;
  25. HTMLElement* bodyElement = body();
  26. if (bodyElement && !bodyElement->renderer() && m_pendingSheetLayout == NoLayoutWithPendingSheets) {
  27. m_pendingSheetLayout = DidLayoutWithPendingSheets;
  28. styleResolverChanged(RecalcStyleImmediately);
  29. } else if (m_hasNodesWithPlaceholderStyle)
  30. recalcStyle(Force);
  31. }
  32. updateLayout();
  33. m_ignorePendingStylesheets = oldIgnore;
  34. }

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()