使用浏览器开发者工具检查CSS动画性能

本文是我们和 SiteGround 一起合作的系列之一。感谢我们的合作伙伴，有了你们，SitePoint才成为可能。

CSS动画的性能可以非常好。虽然对简单动画和少部分元素来说这是事实，但是如果你不注意编写高性能的动画代码，额外增加了很多复杂性，网站用户很快就会注意到（动画性能很差），并产生厌恶。

本文里，我会介绍一些有用的开发者工具，来帮助我们调试，理解CSS动画背后的机制。通过这些方法，当一个动画效果看起来不太连贯时，你就能更好的理解其原因并找到修改办法。

CSS性能相关的开发者工具

你的动画需要至少60FPS（每秒帧数）才能在浏览器里看起来比较连贯，帧数越低，动画效果越差。也就是说，如果浏览器完成每帧内容的刷新工作最多不超过16毫秒。它在这么短的时间里做了什么？如何知道浏览器是否能够跟上需要刷新的帧数？

我认为，在动画质量这件事上，没有什么可以比它的性能更能影响用户体验的了。然而，现代浏览器里的开发者工具，尽管不是100%可靠，但还是越来越智能，提供了更多功能供我们检查、编辑或者调试代码。

当需要调试帧数或者CSS的动画性能的时候，你也会发现这一点。来看看它是怎样工作的。

Firefox的性能调试工具初探

本文我会用Firefox的性能工具。另一个有力的竞争者是Chrome开发者工具。你可以挑一个你喜欢的，两者都提供了非常强大的功能。

要打开Firefox的开发者工具，需要以下几步：

右键点击网页，选择菜单里的“ 查看元素 ”。
如果你用键盘的话，Windows的快捷键是Ctrl + Shift + I， Linux或者苹果OS X的快捷键是Cmd + Opt + I。

接下来，点击“ 性能 ”标签页。这有一个“ 开始记录性能 ”的按钮，用于记录网站性能。

点击开始记录，然后等几秒，或者在网页上做些什么。结束之后，点击“ 停止记录性能 ”按钮。

稍等几秒，Firefox就会显示出很多组织好的数据，这些数据可以帮助你理解代码中的瓶颈。

性能记录的结果如下图所示：

瀑布部分来检查和CSS的transition、关键帧动画相关的问题的最适合不过。另两个部分分别是“ 调用树 ”和“ JS火焰图 ”，你可以在这里找到JS代码的性能瓶颈。

瀑布页在顶部有一个全局的摘要部分，之下是具体的细分内容。在这两块里，数据都是红色的。

黄色柱状图代表JavaScript操作。
紫色柱状图代表计算HTML元素的CSS样式（或者重新计算样式）以及页面布局。布局操作对浏览器而言非常耗时，如果你的动画属性涉及到重复的布局（例如 margin ， padding ， top ， left ，等等），结果可能非常不好。
绿色柱状图代表把页面元素绘制到比特图中去。动画属性例如 color ， background-color ， box-shadow ，等等，可能会增加高昂开销的操作，有可能导致动画粘滞，带来不好的用户体验。

你可以选择需要检查的数据类型。例如，我就只看CSS相关的数据，因此可以点击左上角的漏斗图标取消选择其他的数据类型。

瀑布摘要部分下方的绿色柱状图代表页面的每秒帧数。

一个正常的页面，可能每秒帧数看起来很高，但更重要的是一致性，也就是说，每秒帧数不能有较大的跌宕起伏。

让我们用下面这个例子加以说明。

性能检查工具

这是一个利用 @keyframes 关键字做出的 CSS动画的例子。测试页面是这样的：

紫色的矩形会在视窗内进出，做无限循环。

我通过设置这个 div 元素的 margin-left 来控制这个元素在视窗里位置。 @keyframes 关键帧的设置如下：

@keyframes slide-margin {
  100% {
    margin-left: 0;
  }
}

这段动画的性能分析图如下：

每秒帧数看上去有些参差不齐，平均值大概是44.82秒，略低。

另外，还需要注意到布局和绘制操作在整个动画过程中占据的部分。这些是浏览器在主线程里的开销较大的操作，会对整体的性能产生一些负面影响。

最后，如果你点击“ 查看器 ”，点击“ 动画 ”标签，鼠标悬停在动画名称上时，就会看到弹出框里显示当前动画的相关参数。如果你的动画经过优化，这里会有一条消息明确指示出来。本例的动画未经优化。

现在，我对代码稍微做一些改动，然后重新记录浏览器使用 @keyframes 时针对 translate3d() 的属性操作。

@keyframes slide-three-d {
  100% {
    transform: translate3d(0, 0, 0);
  }
}

下面是新代码的性能概况：

这次每秒帧数高了一点，56.83fps，瀑布图里并没有看到开销大的布局和绘制操作。

如果你打开“ 查看器 ”，查看“ 动画 ”面板，然后鼠标悬停在动画名上，你会看到如下信息：

提示信息表明动画已经有所优化，对网站用户而言这是件好事。

仅使用CSS的 Opacity ， Transforms 和 Filters 用于动画效果

也许你听过类似的建议，但以防万一，还是需要再重复一遍：如果你希望动画效果流畅，那么只利用 opacity , transforms ， filters 这些属性做动画。没有限制的动画会让浏览器不堪重负，在很少的时间内执行开销很大的操作，最终并不能达到很好的效果。

就像开发者工具显示的这样，重新布局页面或者绘制元素都不是帮助我们的朋友。

然而，不同浏览器处理CSS属性稍有不同。如果你希望知道哪些浏览器会针对哪些属性触发页面的布局、绘制事件（尤其是更新某些属性时，可能会涉及到动画的），请看 CSS Triggers 。

为了保证高性能动画，常用的方法就是迫使浏览器把属性更新的任务交给GPU（图形处理器）去做，这样就通过利用硬件加速减轻了浏览器主线程的压力。你还可以使用 will-change 这一CSS属性，或者 translateZ(0) 以及 translate3d(0,0,0) 的小技巧。上面的方法都行的通，但如果你过度使用也依然可能引起不可避免的性能问题，比如说动画卡顿。

这里我就不详细说明硬件加速对网页性能动画的影响了，如果你需要深入研究，下面是一些可用的参考资料。

资源

Paul Lewis 和 Paul Irish的 High Performance Animations 。
Max Vujovic的 CSS animations and transitions performance: looking inside the browser
Paul Lewis 和 Sam Thorogood的 Animations and Performance 。
Paul Lewis 的 Stick to Compositor-Only Properties and Manage Layer Count 。
Sara Souiedan 的 Tricks for GPU Composited CSS 。
Nick Salloum的 An Introduction to the CSS will-change Property 。
MDN的 Animating CSS properties 。

来自：http://www.zcfy.cc/article/check-css-animation-performance-with-the-browser-039-s-dev-tools-mdash-sitepoint-3146.html

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