移动端 像素渲染流水线与GPU Hack

时间：2021-10-22 10:22:32

什么是 像素渲染流水线

web页面你所写的页面代码是如何被转换成屏幕上显示的像素的。这个转换过程可以归纳为这样的一个流水线，包含五个关键步骤；

移动端 像素渲染流水线与GPU Hack

1.JavaScript：一般来说，我们会使用JavaScript来实现一些视觉变化的效果。比如用jQuery的animate函数做一个动画、对一个数据集进行排序、或者往页面里添加一些DOM元素等。

当然，除了JavaScript，还有其他一些常用方法也可以实现视觉变化效果，比如：CSS Animations, Transitions和Web Animation API。

2.计算样式：这个过程是根据CSS选择器，比如.headline或.nav > .nav_item，对每个DOM元素匹配对应的CSS样式。这一步结束之后，就确定了每个DOM元素上该应用什么CSS样式规

3.布局:  上一步确定了每个DOM元素的样式规则，这一步就是具体计算每个DOM元素最终在屏幕上显示的大小和位置。web页面中元素的布局是相对的，因此一个元素的布局发生变化，会联动地引发其他元素的布局发生变化。比如，<body>元素的宽度的变化会影响其子元素的宽度，其子元素宽度的变化也会继续对其孙子元素产生影响。因此对于浏览器来说，布局过程是经常发生的。

4.绘制:  本质上就是填充像素的过程。包括绘制文字、颜色、图像、边框和阴影等，也就是一个DOM元素所有的可视效果。一般来说，这个绘制过程是在多个层上完成的。

5.渲染层合并:由上一步可知，对页面中DOM元素的绘制是在多个层上进行的。在每个层上完成绘制过程之后，浏览器会将所有层按照合理的顺序合并成一个图层，然后显示在屏幕上。对于有位置重叠的元素的页面，这个过程尤其重要，因为一旦图层的合并顺序出错，将会导致元素显示异常。

虽然在理论上，页面的每一帧都是经过上述的流水线处理之后渲染出来的，但并不意味着页面每一帧的渲染都需要经过上述五个步骤的处理。实际上，对视觉变化效果的一个帧的渲染，有这么三种 常用的 流水线：

 1. JS / CSS > 计算样式 > 布局 > 绘制 > 渲染层合并

移动端 像素渲染流水线与GPU Hack

如果你修改一个DOM元素的”layout”属性，也就是改变了元素的样式（比如宽度、高度或者位置等），那么浏览器会检查哪些元素需要重新布局，然后对页面激发一个reflow过程完成重新布局。被reflow的元素，接下来也会激发绘制过程，最后激发渲染层合并过程，生成最后的画面。

 

 

 

 2. JS / CSS > 计算样式 > 绘制 > 渲染层合并

移动端 像素渲染流水线与GPU Hack

如果你修改一个DOM元素的“paint only”属性，比如背景图片、文字颜色或阴影等，这些属性不会影响页面的布局，因此浏览器会在完成样式计算之后，跳过布局过程，只做绘制和渲染层合并过程。

 

 

 

3. JS / CSS > 计算样式 > 渲染层合并

移动端 像素渲染流水线与GPU Hack

如果你修改一个非样式且非绘制的CSS属性，那么浏览器会在完成样式计算之后，跳过布局和绘制的过程，直接做渲染层合并。

第三种方式在性能上是最理想的，对于动画和滚动这种负荷很重的渲染，我们要争取使用第三种渲染流程（充分合理 利用 GPU hack）

 

 

下面我们先看个gif例子；4个dom元素运动；

移动端 像素渲染流水线与GPU Hack

第1个 left的，单纯left运动       绿色 差的

第2个 left的，left+gpu运动    

第3个 left的，单纯translateX运动   绿色差的

第4个 left的，单纯translate3d运动（自动缓存GPU）

绿色部分(第一个 和 第三个 )表示dom 元素在运动时候，元素dom位置发生改变，促发了回流， （回流（也叫重排reflows）必将引起重绘(repaints)，而重绘不一定会引起回流。）

 

相关css

 #btn{ width:100%; margin:30px auto 300px; border:2px solid red; background:url(../loveImg/30939_1240374_248286.jpg) no-repeat center top; background-size:100% ; height:380px; position:relative; text-align:center;}
 #moveleft{ position:absolute; top:10px; left:0; background:#fff; color:#333; width:120px; height:60px;line-height:60px;  text-align:center; }
 #moveleft2{ position:absolute; top:100px; left:0; background:#fff; color:#333; width:120px; height:60px;line-height:60px;  text-align:center; }
 #movetranslateX{position:absolute; top:190px; left:0; background:#fff; color:#333;width:120px; height:60px; line-height:60px; text-align:center;}
 #movetranslate3D{position:absolute; top:280px; left:0; background:#fff; color:#333;width:120px; height:60px; line-height:60px; text-align:center;}
.GPU{ -webkit-transform:translateZ(0);transform:translateZ(0);backface-visibility:hidden; }

 

相关dom

<div id="btn">
   <div id="moveleft" >left</div>
   <div id="moveleft2" class="GPU">GPU left</div>
   <div id="movetranslateX">translateX</div>
   <div id="movetranslate3D">movetranslate3D</div>
 </div>

　　

相关js

<script>
   var btn=document.getElementById("btn");
    var moveleft=document.getElementById("moveleft");
   var moveleft2=document.getElementById("moveleft2");
   var movetranslateX=document.getElementById("movetranslateX");
   var movetranslate3D=document.getElementById("movetranslate3D");  
  
  var isBACK=true;
   btn.addEventListener("click",function(){
       if(isBACK){
       transform(moveleft,{"left":"420px"},400);
        transform(moveleft2,{"left":"420px"},400);
        transform(movetranslateX,{"translateX":"420px"},400);
        transform(movetranslate3D,{"translate3d":"420px,0,0"},400);
       }else{
         transform(moveleft,{"left":"0"},400);
        transform(moveleft2,{"left":"0"},400);
        transform(movetranslateX,{"translateX":"0"},400);
        transform(movetranslate3D,{"translate3d":"0,0,0"},400);  
           
        }
       isBACK=!isBACK;
  },!0);
   
 </script>

 

 

回流何时发生：

当页面布局和几何属性改变时就需要回流。下述情况会发生浏览器回流：

1、添加或者删除可见的DOM元素；

2、元素位置改变；

3、元素尺寸改变——边距、填充、边框、宽度和高度

4、内容改变——比如文本改变或者图片大小改变而引起的计算值宽度和高度改变；

5、页面渲染初始化；

6、浏览器窗口尺寸改变——resize事件发生时；

 

 开启 一般这样可以了

.GPU{ -webkit-transform:translateZ(0);transform:translateZ(0);backface-visibility:hidden; }

下面的css属性也可以的 都能开启GPU加速；

 
-webkit-transform: translate3d(0,0,0);
-webkit-transform:translate3D(0,0,0); //大写3D
 
-webkit-transform: translateZ(0);
-webkit-backface-visibility:hidden;
-webkit-transform: scaleZ(0) ;
-webkit-transform: rotateX(0);
-webkit-transform: rotateY(0);
-webkit-transform: rotateZ(0) ;
-webkit-transform:  scale3d(0,0,0) ;
-webkit-transform: rotate3d(0,0,0,0);

 

GPU hcak 缓存到渲染层；常用的环境 适当利用 

 1.含有 fixed 元素

 2.含有 动画的元素

 3.含有 -webkit-overflow-scrolling: touch;

 

页面中 transform() js 函数 代码

 

参考与推荐：

 html5rocks

 google 开发者

腾讯舜子 16.6毫秒的优化 虽然是2013年的，还是很值得借鉴的和细细品读的

阿里 hugohua 和荔枝 写的 移动端性能调优

标签：

相关文章