前言
在自己练习动画逻辑的时候，到线上看别人写的实例，发现大家都在用requestAnimationFrame方法来处理下一帧的渲染，我因此也产生疑问，requestAnimationFrame到底是什么？他的优势在哪？
一、API介绍
1、什么是requestAnimationFrame
window.requestAnimationFrame() 告诉浏览器——你希望执行一个动画，并且要求浏览器在下次重绘之前调用指定的回调函数更新动画。该方法需要传入一个回调函数作为参数，该回调函数会在浏览器下一次重绘之前执行。
简单来说，requestAnimationFrame 就是约定在下一次浏览器刷新前执行的一个定时器。类似setTimeout
2、语法
var ID = requestAnimationFrame(callback);
- 参数：callback是requestAnimationFrame的回调函数。该回调函数会被传入DOMHighResTimeStamp参数，该参数与performance.now()的返回值相同。浏览器下一次刷新时就会执行这个回调函数。
-
返回值：ID是requestAnimationFrame的调用时的返回值，是其在回调列表中的唯一的标识。你可以传这个值给
window.cancelAnimationFrame(ID)以取消本次回调函数。
3、注意点
刚开始接触requestAnimationFrame时，大家经常有疑问：requestAnimationFrame什么时候执行？执行后时浏览器刷新都会执行回调函数吗？下边做简单回答（说多了，我就露馅了）
-
执行时机： 你调用一次requestAnimationFrame，从调用开始计时，下次浏览器刷新前，会执行回调函数。
需要注意的是 ：调用一次，就只执行一次回调，若你想在浏览器下次重绘之前继续更新下一帧动画，那么回调函数自身必须再次调用requestAnimationFrame（类似递归，下边会有介绍）。 - 执行时间间隔：每次执行时间间隔会有差异，回调函数会被传入DOMHighResTimeStamp参数，DOMHighResTimeStamp指示当前被 requestAnimationFrame() 排序的回调函数被触发的时间。在同一个帧中的多个回调函数，它们每一个都会接受到一个相同的时间戳，即使在计算上一个回调函数的工作负载期间已经消耗了一些时间。该时间戳是一个十进制数，单位毫秒，最小精度为1ms(1000μs)。
4、和setInterval、setTimeout的区别
上边提到requestAnimationFrame可以理解是一个定时器，大家就肯定想到了setInterval、setTimeout，他们有什么区别？
- 队列执行优先级不同：三者都是是异步 api，setTimeout 和 setInterval属于宏任务; requestAnimationFrame属于“渲染任务”（调用GUI 引擎），执行优先级在宏任务前，微任务之后。
//每个tick执行逻辑如下：
...->上一个宏任务 -> 微任务(下一个宏任务前的所有微任务) -> 渲染任务 -> 下一个宏任务 ->...
代码测试如下：
setTimeout(function(){
console.log("我是setTimeout", new Date().getTime())
},5)
requestAnimationFrame(function(){ //浏览器刷新频率是16.7ms左右，远大于5ms
console.log("我是requestAnimationFrame", new Date().getTime());
})
new Promise(function(resolve){
resolve('我是微任务')
}).then(res=>{
console.log(res, new Date().getTime());
})
//下边是打印信息：
//我是微任务 1662356658402
//我是requestAnimationFrame 1662356658403
//我是setTimeout 1662356658408
setTimeout写在requestAnimationFrame前，却在requestAnimationFrame后执行，而且通过打印时间戳可以看到相隔时间就是5ms左右，就是说明在执行requestAnimationFrame 后setTimeout才开始执行
典型的 MacroTask(宏任务) 包含了
setTimeout, setInterval, setImmediate, requestAnimationFrame, I/O, UI rendering等;
MicroTask(微任务)包含了process.nextTick, Promises, Object.observe, MutationObserver等。
- 定时时间不同：setTimeout 和 setInterval的定时时间是我们自己定的，而requestAnimationFrame的定时时间是浏览器的刷新间隔时间(一般浏览器1s刷新60次，刷新间隔时间大约为16.7ms，所以不同浏览器刷新频率不同会导致定时时间不同)，不用自己计算渲染时间，而且不会掉帧卡顿。
二、应用
1、基本应用
用法和setTimeout差不多，只是不用写定时时间。需要注意的是每调用一次requestAnimationFrame，只在下次浏览器刷新前执行一次回调函数，如果希望多次连贯执行回调，则需要在回调中再次通过requestAnimationFrame调用回调函数（递归）。
var animationId;//用来赋值requestAnimationFrame的id，为之后取消它做准备
function step(){
console.log('我就是下次浏览器刷新前需要执行的下一帧动画');
animationId = requestAnimationFrame(step);//为了在之后的每次浏览器刷新前都执行回调，递归调用回调
}
animationId = requestAnimationFrame(step);//最开始的调用
···
cancelAnimationFrame(animationId)//在满足某个条件时，取消上边requestAnimationFrame的调用，终止无休止的执行回调。
2、兼容处理
firefox、chrome、ie10以上， requestAnimationFrame 的支持很好，但不兼容 IE9及以下浏览器，所以需要在多个不同浏览器运行的话，就要做兼容性处理。
//简单的兼容性处理
window.requestAnimationFrame = (function() {
return window.requestAnimationFrame ||
window.webkitRequestAnimationFrame ||
window.mozRequestAnimationFrame ||
function(callback) {
window.setTimeout(callback, 1000/60);
}
})();
上边这个简单的兼容处理还是存在问题的，因为并不是所有的设备的绘制时间间隔是1000/60ms，以及上面并没有cancel相关方法，所以，就有了下面这份更全面的兼容方法.
(function() {
var lastTime = 0;
var vendors = ['webkit', 'moz'];
//如果window.requestAnimationFrame为undefined先尝试浏览器前缀是否兼容
for(var x = 0; x < vendors.length && !window.requestAnimationFrame; ++x) {
window.requestAnimationFrame = window[vendors[x] + 'RequestAnimationFrame'];
window.cancelAnimationFrame = window[vendors[x] + 'CancelAnimationFrame'] ||//webkit中此取消方法的名字变了
window[vendors[x] + 'CancelRequestAnimationFrame'];
}
//如果仍然不兼容，则使用setTimeOut进行兼容操作
if(!window.requestAnimationFrame) {
window.requestAnimationFrame = function(callback, element) {
var currTime = new Date().getTime();
var timeToCall = Math.max(0, 16.7 - (currTime - lastTime));
var id = window.setTimeout(function() {
callback(currTime + timeToCall);
}, timeToCall);
lastTime = currTime + timeToCall;
return id;
}
}
if(!window.cancelAnimationFrame) {
window.cancelAnimationFrame = function(id) {
clearTimeout(id);
}
}
})();
上述的代码是由Opera浏览器的技术师Erik Möller设计的，使得更好得兼容各种浏览器，但基本上他的代码就是判断使用4ms还是16ms的延迟，来最佳匹配60fps。
三、总结和补充
1、requestAnimationFrame优点
requestAnimationFrame被专门用来处理动画，自然有他的优点存在的
- 动画流畅：动画每一帧的执行的间隔时间紧跟浏览器的刷新频率，动画更流畅，不会掉帧。
-
节能：
- 首先，在隐藏或不可见的元素中，requestAnimationFrame 将不会进行重绘或回流；
- requestAnimationFrame 是由浏览器专门为动画提供的 API，在运行时浏览器会自动优化方法的调用，如果浏览器在后台运行或者该页面tab在后台运行时，动画会自动暂停。
2、渲染引擎GUI
GUI 渲染引擎，用来处理浏览器的渲染操作，在 js 中渲染操作也是异步的。比如 操作DOM的代码会在事件队列中生成一个渲染任务，js 执行到这个任务时就会去调用 GUI 引擎渲染。
浏览器为了能够使得JS内部macro-task(宏任务)与DOM任务能够有序的执行（如果在 GUI 渲染的时候,js 改变了dom,那么就会造成渲染不同步），会在一个macro-task执行结束后，在下一个macro-task执行开始前，调用 GUI 引擎渲染对页面进行重新渲染，并会阻塞 js引擎计算。而micro-task(微任务)不涉及DOM操作，在渲染任务前执行。
3、屏幕绘制频率相关补充
即图像在屏幕上更新的速度，也即屏幕上的图像每秒钟出现的次数，它的单位是赫兹(Hz)。 对于一般笔记本电脑，这个频率大概是60Hz， 可以在桌面上 右键 > 屏幕分辨率 > 高级设置 > 监视器 中查看和设置。这个值的设定受屏幕分辨率、屏幕尺寸和显卡的影响，原则上设置成让眼睛看着舒适的值都行。
市面上常见的显示器有两种，即 CRT和 LCD， CRT 是一种使用阴极射线管（Cathode Ray Tube）的显示器，LCD 就是我们常说的液晶显示器（ Liquid Crystal Display）。
CRT 是一种使用阴极射线管的显示器，屏幕上的图形图像是由一个个因电子束击打而发光的荧光点组成，由于显像管内荧光粉受到电子束击打后发光的时间很短，所以电子束必须不断击打荧光粉使其持续发光。电子束每秒击打荧光粉的次数就是屏幕绘制频率。
而对于 LCD 来说，则不存在绘制频率的问题，因为 LCD 中每个像素都在持续不断地发光，直到不发光的电压改变并被送到控制器中，所以 LCD 不会有电子束击打荧光粉而引起的闪烁现象。
因此，当你对着电脑屏幕什么也不做的情况下，显示器也会以每秒60次的频率正在不断的更新屏幕上的图像。为什么你感觉不到这个变化？ 那是因为人的眼睛有视觉停留效应，即前一副画面留在大脑的印象还没消失，紧接着后一副画面就跟上来了，这中间只间隔了16.7ms(1000/60≈16.7)， 所以会让你误以为屏幕上的图像是静止不动的。而屏幕给你的这种感觉是对的，试想一下，如果刷新频率变成1次/秒，屏幕上的图像就会出现严重的闪烁，这样就很容易引起眼睛疲劳、酸痛和头晕目眩等症状。
