前端|我优化了进度条，页面性能竟提高了70% 前端|javascript|css3|html

前言大家好，我是零一。最近我准备在组里进行代码串讲，所以我梳理了下项目之前的业务代码。在梳理的过程中，我看到了有个进度条组件写的非常好，这又想起我刚开始学前端时写的进度条的代码，跟这个比起来真的差距太大了（大部分的初学者应该都想不到，而且我第一次家实习公司带我的mentor亦是如此）。
因此，我想给大家分享一下这个思路极好的进度条组件，同时它也存在非常严重的性能问题，本文末尾也会讲解一下问题所在以及优化方式
进度条的应用场景一般进度条组件都出现在类似抖音播放视频的这样场景中，如图中底部的箭头所示：

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进度条随着视频的长度而进行增长，视频暂停，进度条的动画也会随之暂停
接下来看看大部分人是怎么写的，为什么说思路和性能不好。这里以React为例，Vue开发者也不用怕看不懂，主要是看思路
主要实现功能：

支持播放、暂停、重播
播放结束后，播放次数+1，并重新开始播放

不推荐的写法组件部分

// index.tsx import { useState } from 'react' import './index.css'let timer = null//递增进度的定时器 let totalTime = 3000// 假设视频播放为3sfunction App() { const [progress, setProgress] = useState(0)// 进度 const [isPlay, setIsPlay] = useState(false)// 是否播放// setProgress的递增逻辑 const handlerProgress = pre => { if(pre < 100) return pre + 1; else { alert('播放结束') return 0// 播放结束，重新开始播放 } }// 开始播放 && 暂停播放 const handleVideo = () => { setIsPlay(!isPlay) isPlay ? clearInterval(timer) : timer = setInterval(() => setProgress(handlerProgress), totalTime / 100) }// 重播 const replay = () => { setIsPlay(true) if(timer) clearInterval(timer); setProgress(0) timer = setInterval(() => setProgress(handlerProgress), totalTime / 100) }return ( ) }

样式部分

.container { height: 10px; border-radius: 5px; border: 1px solid black; }.progress { height: 100%; width: 0; background-color: red; }

来简单演示一下这个进度条的样子

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为什么说这种写法不太好呢？因为我们是通过定时器来快速递增变量progress以此来实现进度增加的，变量每次改变都会驱动视图重新计算渲染，这必然是性能很差的（说实话，我在体验这个demo的时候，肉眼可见的小卡顿）
除此之外呢？其实还有一个造成卡顿的原因，你们不妨猜猜看，我们放到最后一起讲，想知道答案的小伙伴可以直接滑到下面
推荐的写法这里推荐的就是我在阅读代码时看到的比较优秀的方案了，接下来分享给大家
组件部分

// index.jsx import { useState } from 'react' import './index.css'let totalTime = 3000// 假设视频播放为3sfunction App() { const [isPlay, setIsPlay] = useState(false)// 是否播放 const [count, setCount] = useState(0)// 播放次数 const [type, setType] = useState(0)// 使用哪个动画。0: @keyframes play; 1: @keyframes replay; // 暂停 && 播放 const handleVideo = () => setIsPlay(!isPlay); // 重播 const replay = () => { setIsPlay(true) setType(type ? 0 : 1) }// 动画结束时触发的事件 const end = () => { setCount(count + 1)// 播放次数 +1 replay()// 重新开始播放 }return ( { `播放次数为：${count}` }) }

样式部分

@keyframes play { to { width: 100%; } }@keyframes replay { to { width: 100%; } }.container { height: 10px; border-radius: 5px; border: 1px solid black; }.progress { height: 100%; width: 0; background-color: red; animation-timing-function: linear; }.progress.play {/* 使animation动画启动 */ animation-play-state: running; }.progress.pause {/* 使animation动画暂停 */ animation-play-state: paused; }

我们设置了两个@keyframes动画是为了在使进度条重新播放时可以做一个切换，即点击 “重播” 时，直接切换到另一个动画，就可以实现进度条从0开始递增
同时我们还设置了两个类名的样式，分别用于控制动画的播放和暂停
播放完成时，播放次数+1的功能可以通过事件animationend来监听即可
同样的，来看一下这套方案的效果图（跟前一套方案功能一模一样）

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对比一下前一套方案，你就能知道这种写法不需要去一直修改数据来驱动视图的改变，减少了框架内的大量计算，提升了不少的性能
缺陷第二种方案虽然性能很好，但是与第一种方案一样，存在另外一个隐藏的性能问题，这也是我在排查前同事代码性能问题时所发现的。
缺陷：这两种方案都会引发频繁的重排和重绘
可以借助chrome devtools performance来验证一下页面的情况

小小的一个进度条触发了那么那么多次重排和重绘，那么它到底有什么影响呢？来简单回顾一下重排和重绘的影响
重排：浏览器需要重新计算元素的几何属性，而且其他元素的几何属性或位置可能也会因此改变受到影响。
重绘：不是所有的DOM变化都影响元素的几何属性，如果改变元素的背景色并不影响它的宽度和高度，这种情况，只会发生一次重绘，而不会发生重排，因为元素的布局没改变
所以知道了重排和重绘造成的严重问题后，我们马上对其进行分析优化
极致的优化先来看看一个非常常见的图

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页面的渲染，大体上走的就是这5个流程。当然也有办法跳过中间某些步骤，例如避免Layout和Paint
再来回顾一下有哪些方法会引起重排和重绘吧
触发重排的因素：添加或删除可见的DOM元素、改变元素位置、元素的尺寸改变（包括：外边距、内边距、边框、高度等）、内容改变（如：文本改变或图片被另外一个不同尺寸的图片替代）、浏览器窗口尺寸的改变、通过display: none隐藏个DOM节点等
触发重绘的因素：重排必定触发重绘（重要）、通过visibility: hidden隐藏个DOM节点、修改元素背景色、修改字体颜色等
那么我们前面写的代码中到底是哪里触发了重排和重绘呢？简单检查一下，不难发现两种方案都是在不停改变元素的width，元素的宽度一改变必然会引起重排和重绘，更何况是超频繁的改变呢！
解决方案：启用GPU加速，避开重排和重绘的环节，将进度条单独提升到一个图层，即不影响其它元素
就单独针对第二种方案进行优化吧~我们只需要改动其css内容即可（标注出即为改动处）

@keyframes play {/* 通过transform来启用GPU加速，跳过重排重绘阶段 */ 0% { transform: translateX(-50%) scaleX(0); /* 用 scaleX 来代替 width */ }to { transform: translateX(0) scaleX(1); } }@keyframes replay { 0% { transform: translateX(-50%) scaleX(0); }to { transform: translateX(0) scaleX(1); } }.container { height: 10px; border-radius: 5px; border: 1px solid black; }.progress { height: 100%; width: 100%; /* 初始宽度为100%，因为我们要对其缩放 */ background-color: red; will-change: transform; /* 通过will-change告知浏览器提前做好优化准备 */ animation-timing-function: linear; }.progress.play { animation-play-state: running; }.progress.pause { animation-play-state: paused; }

这里简单解释一下translateX和scaleX的数值设置。设置进度条width: 100%，我们通过scaleX(0.5)将其缩放一半，可以发现进度条长度为容器的一半且居中，此时我们就需要通过translateX(-25%)将其向左平移到最左端，为什么是-25%呢？因为进度条占了容器的一半且居中，表明左右的留白正好分别是(100% - 50%) / 2 = 25%，所以也不难得知当初始状态scaleX(0)时，translateX的值为-(100% - 0%) / 2 = -50%
这么做了以后，我们再次用performance检验一下

可以很明显地看到页面重排重绘的次数减少了很多很多，剩余的基本都是页面最基本的重排和重绘了。
有人要说我标题党了，接下来给你们展示一下到底优化了多少性能
先用刚极致优化完的跑一下performance

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看图中右侧，FPS基本是稳定在55 ~ 70之间
再来看看文章开头第一种方案的performance跑分

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看图中右侧，FPS基本是稳定在32 ~ 50之间
可以很清楚得看到，优化前的FPS波动非常严重，即不够稳定，所以容易出现卡顿问题；而优化后的FPS的变化是不大的，整体变化趋势比较平，几乎是一直线
在这样一个极简页面中，我们优化后性能都大约提升了大约40% ~ 54%
那么如果在正常的项目中，考虑到页面的复杂性，我们优化后的方案既避免了页面反复得计算渲染，又避免了重绘回流，可想而知在那种情形下性能的提升应该是远不止40% ~ 54%的，emmmmmm，所以我说性能提高70%应该也不是很过分吧 hhhhh
小彩蛋启用GPU加速会将元素提升到单独的一个图层中，我们可以通过chrome devtools layers来查看