css3硬件加速

动画卡顿是在移动web开发时经常遇到的问题，解决这个问题一般会用到css3硬件加速。
css3硬件加速这个名字感觉上很高大上，其实它做的事情可以简单概括为：通过GPU进行渲染，解放cpu。

现象

通过对比不使用css3加速和使用css3加速两个例子，我们可以看到两者渲染的差异：

不使用css3加速.png

使用css3加速.png

前者通过改变top和left属性进行动画，fps维持在47左右，cpu一直进行计算；后者通过transform实现，fps在62左右，cpu基本不需要计算。对比可知通过transform不仅提升了渲染性能，也解放了cpu。

原理

DOM树和CSS结合后形成渲染树。渲染树中包含了大量的渲染元素，每一个渲染元素会被分到一个图层中，每个图层又会被加载到GPU形成渲染纹理。GPU中transform是不会触发 repaint 的，这一点非常类似3D绘图功能，最终这些使用 transform的图层都会由独立的合成器进程进行处理。

通过chrome的timeline工具，绿色框代表需要repaint的部分，橙色框代表渲染图层，对比两者可知采用的css3硬件加速后，不会进行repaint操作，而只会产生一个渲染图层，GPU就负责操作这个渲染图层。

不使用css3加速.png

使用css3加速.png

复合图层

在原理中我们提到transform会创建一个图层，GPU会来执行transform的操作，这个图层且称为复合图层(composited layer)。
虽然 Chrome 的启发式方法(heuristic)随着时间在不断发展进步，但是从目前来说，满足以下任意情况便会创建层：

• 3D 或透视变换(perspective transform) CSS 属性
• 使用加速视频解码的元素，如
• 拥有 3D (WebGL) 上下文或加速的 2D 上下文的元素，如
• 混合插件(如 Flash)
• 对自己的 opacity 做 CSS 动画或使用一个动画 webkit 变换的元素
• 拥有加速 CSS 过滤器的元素，如CSS filters
• 元素有一个包含复合层的后代节点(换句话说，就是一个元素拥有一个子元素，该子元素在自己的层里)
• 元素有一个 z-index 较低且包含一个复合层的兄弟元素(换句话说就是该元素在复合层上面渲染)

如果页面建立了过多的复合图层，同样也会造成页面的卡顿。在CSS3硬件加速也有坑这篇文章中，作者介绍了由于z-index造成复合图层过多而引发的问题，在以后开发时可以借鉴。可以调试图层过多卡顿页面了解z-idnex对图层创建的影响。

启用

如下几个css属性可以触发硬件加速：

• transform
• opacity
• filter
• will-change：哪一个属性即将发生变化，进而进行优化。

上面的的例子中用到的是transform 2D，它是在运行时才会创建图层，因此在动画开始和结束时会进行repaint操作；而浏览器在渲染前就为transform 3D创建了图层。

开始时的repaint

结束时的repaint

可以通过transform的3D属性强制开启GPU加速：

  transform: translateZ(0);
  transform: rotateZ(360deg);

注意事项

• 不能让每个元素都启用硬件加速，这样会暂用很大的内存，使页面会有很强的卡顿感。
• GPU渲染会影响字体的抗锯齿效果。这是因为GPU和CPU具有不同的渲染机制，即使最终硬件加速停止了，文本还是会在动画期间显示得很模糊。

参考文章：

1. CSS动画之硬件加速：作者比较详细介绍了硬件加速，总结的很到位。
2. CSS3硬件加速也有坑： 作者介绍了由于z-index造成复合图层过多，以后开发加以注意。
3. 使用CSS3 will-change提高页面滚动、动画等渲染性能: will-change的介绍
4. javascript性能优化-repaint和reflow：性能杀手以及优化方法。
5. 两张图解释CSS动画的性能：比较详细对比了采用硬件加速和不采用硬件加速的流程差异。

作者：狐尼克朱迪
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來源：简书
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