简介
动画 这个概念非常宽泛，涉及各个领域，这里我们把范围缩小到 前端 网页应用层面上，不用讲游戏领域的Animate，一切从最简单的开始。
目前大部分网页应用都是基于框架开发的，比如Vue，React等，它们都是基于数据驱动视图的，那么让我们来对比一下，还没有这些框架的时候我们如何实现动画或者 过渡 效果，然后使用数据驱动又是如何实现的。
传统过渡动画
动画效果对体验有着非常重要的效果，但是对于很多开发者来讲，可能是个非常薄弱的环节。在css3出现之后，很多初学者最常用的动画过渡可能就是css3的能力了。
css过渡动画
css启动过渡动画非常简单，书写transition属性就可以了，下面写一个demo
< div id = "app" class = "normal" ></ div >
. normal {
width : 100px ;
height : 100px ;
background-color : red ;
transition: all 0.3 s;
}
.normal:hover {
background-color : yellow;
width : 200px ;
height : 200px ;
}
效果还是很赞的，css3的transition基本满足了大部分动画需求，如果不满足还有真正的css3 animation。
animate-css
大名鼎鼎的css动画库，谁用谁知道。
不管是css3 transition 还是 css3 animation，我们简单使用都是通过切换class类名，如果要做回调处理，浏览器也提供了 ontransitionend ， onanimationend等动画帧事件，通过js接口进行监听即可。
var el = document.querySelector( '#app' )
el.addEventListener( 'transitionstart' , () => {
console.log( 'transition start' )
})
el.addEventListener( 'transitionend' , () => {
console.log( 'transition end' )
})
ok，这就是css动画的基础了，通过js封装也可以实现大部分的动画过渡需求，但是局限性在与只能控制css支持的属性动画，相对来说控制力还是稍微弱一点。
js动画
js毕竟是自定义编码程序，对于动画的控制力就很强大了，而且能实现各种css不支持的效果。 那么 js 实现动画的基础是什么？
简单来讲，所谓动画就是在 时间轴上不断更新某个元素的属性，然后交给浏览器重新绘制，在视觉上就成了动画。废话少说，还是先来个栗子：
< div id = "app" class = "normal" ></ div >
// Tween仅仅是个缓动函数
var el = document.querySelector( '#app' )
var time = 0, begin = 0, change = 500, duration = 1000, fps = 1000 / 60;
function startSport() {
var val = Tween.Elastic.easeInOut(time, begin, change, duration);
el.style.transform = 'translateX(' + val + 'px)' ;
if (time <= duration) {
time += fps
} else {
console.log( '动画结束重新开始' )
time = 0;
}
setTimeout(() => {
startSport()
}, fps)
}
startSport()
在时间轴上不断更新属性，可以通过setTimeout或者requestAnimation来实现。至于Tween缓动函数，就是类似于插值的概念，给定一系列变量，然后在区间段上可以获取任意时刻的值，纯数学公式，几乎所有的动画框架都会使用，想了解的可以参考 张鑫旭的Tween.js
OK，这个极简demo也是js实现动画的核心基础了，可以看到我们通过程序完美的控制了过渡值的生成过程，所有其他复杂的动画机制都是这个模式。
传统和Vue/React框架对比
通过前面的例子，无论是css过渡还是js过渡，我们都是直接获取到 dom元素的，然后对dom元素进行属性操作。
Vue/React都引入了虚拟dom的概念，数据驱动视图，我们尽量不去操作dom，只控制数据，那么我们如何在数据层面驱动动画呢？
Vue框架下的过渡动画
可以先看一遍文档
Vue过渡动画
我们就不讲如何使用了，我们来分析一下Vue提供的transition组件是如何实现动画过渡支持的。
transition组件
先看transition组件代码，路径 [src/platforms/web/runtime/components/transition.js]
核心代码如下：
// 辅助函数，复制props的数据
export function extractTransitionData (comp: Component): Object {
const data = {}
const options: ComponentOptions = comp.$options
// props
for (const key in options.propsData) {
data[key] = comp[key]
}
// events.
const listeners: ?Object = options._parentListeners
for (const key in listeners) {
data[camelize(key)] = listeners[key]
}
return data
}
export default {
name: 'transition' ,
props: transitionProps,
abstract: true , // 抽象组件，意思是不会真实渲染成dom，辅助开发
render (h: Function) {
// 通过slots获取到真实渲染元素children
let children: any = this .$slots. default
const mode: string = this .mode
const rawChild: VNode = children[0]
// 添加唯一key
// component instance. This key will be used to remove pending leaving nodes
// during entering.
const id: string = `__transition-${ this ._uid}-`
child.key = getKey(id)
: child.key
// data上注入transition属性，保存通过props传递的数据
const data: Object = (child.data || (child.data = {})).transition = extractTransitionData( this )
const oldRawChild: VNode = this ._vnode
const oldChild: VNode = getRealChild(oldRawChild)
// important for dynamic transitions!
const oldData: Object = oldChild.data.transition = extend({}, data)
// handle transition mode
if (mode === 'out-in' ) {
// return placeholder node and queue update when leave finishes
this ._leaving = true
mergeVNodeHook(oldData, 'afterLeave' , () => {
this ._leaving = false
this .$forceUpdate()
})
return placeholder(h, rawChild)
} else if (mode === 'in-out' ) {
let delayedLeave
const performLeave = () => { delayedLeave() }
mergeVNodeHook(data, 'afterEnter' , performLeave)
mergeVNodeHook(data, 'enterCancelled' , performLeave)
mergeVNodeHook(oldData, 'delayLeave' , leave => { delayedLeave = leave })
}
return rawChild
}
}
可以看到，这个组件本身功能比较简单，就是通过slots拿到需要渲染的元素children，然后把 transition的props属性数据copy到data的transtion属性上，供后续注入生命周期使用，mergeVNodeHook就是做生命周期管理的。
modules/transition
接着往下看生命周期相关，路径：
src/platforms/web/runtime/modules/transition.js
先看默认导出：
function _enter (_: any, vnode: VNodeWithData) {
if (vnode.data.show !== true ) {
enter(vnode)
}
}
export default inBrowser ? {
create: _enter,
activate: _enter,
remove (vnode: VNode, rm: Function) {
if (vnode.data.show !== true ) {
leave(vnode, rm)
}
}
} : {}
这里inBrowser就当做true，因为我们分析的是浏览器环境。
接着看enter 和 leave函数，先看enter:
export function addTransitionClass (el: any, cls: string) {
const transitionClasses = el._transitionClasses || (el._transitionClasses = [])
if (transitionClasses.indexOf(cls) < 0) {
transitionClasses.push(cls)
addClass(el, cls)
}
}
export function removeTransitionClass (el: any, cls: string) {
if (el._transitionClasses) {
remove(el._transitionClasses, cls)
}
removeClass(el, cls)
}
export function enter (vnode: VNodeWithData, toggleDisplay: ?() => void) {
const el: any = vnode.elm
// call leave callback now
if (isDef(el._leaveCb)) {
el._leaveCb.cancelled = true
el._leaveCb()
}
// 上一步注入data的transition数据
const data = resolveTransition(vnode.data.transition)
if (isUndef(data)) {
return
}
/* istanbul ignore if */
if (isDef(el._enterCb) || el.nodeType !== 1) {
return
}
const {
css,
type,
enterClass,
enterToClass,
enterActiveClass,
appearClass,
appearToClass,
appearActiveClass,
beforeEnter,
enter,
afterEnter,
enterCancelled,
beforeAppear,
appear,
afterAppear,
appearCancelled,
duration
} = data
let context = activeInstance
let transitionNode = activeInstance.$vnode
const isAppear = !context._isMounted || !vnode.isRootInsert
if (isAppear && !appear && appear !== '' ) {
return
}
// 获取合适的时机应该注入的className
const startClass = isAppear && appearClass
? appearClass
: enterClass
const activeClass = isAppear && appearActiveClass
? appearActiveClass
: enterActiveClass
const toClass = isAppear && appearToClass
? appearToClass
: enterToClass
const beforeEnterHook = isAppear
? (beforeAppear || beforeEnter)
: beforeEnter
const enterHook = isAppear
? ( typeof appear === 'function' ? appear : enter)
: enter
const afterEnterHook = isAppear
? (afterAppear || afterEnter)
: afterEnter
const enterCancelledHook = isAppear
? (appearCancelled || enterCancelled)
: enterCancelled
const explicitEnterDuration: any = toNumber(
isObject(duration)
? duration.enter
: duration
)
const expectsCSS = css !== false && !isIE9
const userWantsControl = getHookArgumentsLength(enterHook)
// 过渡结束之后的回调处理，删掉进入时的class
const cb = el._enterCb = once(() => {
if (expectsCSS) {
removeTransitionClass(el, toClass)
removeTransitionClass(el, activeClass)
}
if (cb.cancelled) {
if (expectsCSS) {
removeTransitionClass(el, startClass)
}
enterCancelledHook && enterCancelledHook(el)
} else {
afterEnterHook && afterEnterHook(el)
}
el._enterCb = null
})
// dom进入时，添加start class进行过渡
beforeEnterHook && beforeEnterHook(el)
if (expectsCSS) {
// 设置过渡开始之前的默认样式
addTransitionClass(el, startClass)
addTransitionClass(el, activeClass)
// 浏览器渲染下一帧 删除默认样式，添加toClass
// 添加end事件监听，回调就是上面的cb
nextFrame(() => {
removeTransitionClass(el, startClass)
if (!cb.cancelled) {
addTransitionClass(el, toClass)
if (!userWantsControl) {
if (isValidDuration(explicitEnterDuration)) {
setTimeout(cb, explicitEnterDuration)
} else {
whenTransitionEnds(el, type, cb)
}
}
}
})
}
if (vnode.data.show) {
toggleDisplay && toggleDisplay()
enterHook && enterHook(el, cb)
}
if (!expectsCSS && !userWantsControl) {
cb()
}
}
enter里使用了一个函数whenTransitionEnds，其实就是监听过渡或者动画结束的事件：
export let transitionEndEvent = 'transitionend'
export let animationEndEvent = 'animationend'
export function whenTransitionEnds (
el: Element,
expectedType: ?string,
cb: Function
) {
const { type, timeout, propCount } = getTransitionInfo(el, expectedType)
if (!type) return cb()
const event: string = type === TRANSITION ? transitionEndEvent : animationEndEvent
let ended = 0
const end = () => {
el.removeEventListener(event, onEnd)
cb()
}
const onEnd = e => {
if (e.target === el) {
if (++ended >= propCount) {
end()
}
}
}
setTimeout(() => {
if (ended < propCount) {
end()
}
}, timeout + 1)
el.addEventListener(event, onEnd)
}
OK,到了这里，根据上面源代码的注释分析，我们可以发现：
Vue先是封装了一些列操作dom className的辅助方法addClass/removeClass等。 然后在生命周期enterHook之后，马上设置了startClass也就是enterClass的默认初始样式，还有activeClass 紧接着在浏览器nextFrame下一帧，移除了startClass，添加了toClass，并且添加了过渡动画的end事件监听处理 监听到end事件之后，调动cb，移除了toClass和activeClassleave的过程和enter的处理过程是一样，只不过是反向添加移除className
结论：Vue的动画过渡处理方式和 传统dom本质上是一样，只不过融入了Vue的各个生命周期里进行处理，本质上还是在dom 添加删除的时机进行处理
React里的过渡动画
噢，我们翻篇了React的文档，也没有发现有过渡动画的处理。嘿，看来官方不原生支持。
但是我们可以自己实现，比如通过useState维护一个状态，在render里根据状态进行className的切换，但是复杂的该怎么办？
所幸在社区找到了一个轮子插件 react-transition-group
嗯，直接贴源码，有了前面Vue的分析，这个非常容易理解，反而更简单：
class Transition extends React.Component {
static contextType = TransitionGroupContext
constructor(props, context) {
super (props, context)
let parentGroup = context
let appear =
parentGroup && !parentGroup.isMounting ? props.enter : props.appear
let initialStatus
this .appearStatus = null
if (props. in ) {
if (appear) {
initialStatus = EXITED
this .appearStatus = ENTERING
} else {
initialStatus = ENTERED
}
} else {
if (props.unmountOnExit || props.mountOnEnter) {
initialStatus = UNMOUNTED
} else {
initialStatus = EXITED
}
}
this .state = { status: initialStatus }
this .nextCallback = null
}
// 初始dom的时候，更新默认初始状态
componentDidMount() {
this .updateStatus( true , this .appearStatus)
}
// data更新的时候，更新对应的状态
componentDidUpdate(prevProps) {
let nextStatus = null
if (prevProps !== this .props) {
const { status } = this .state
if ( this .props. in ) {
if (status !== ENTERING && status !== ENTERED) {
nextStatus = ENTERING
}
} else {
if (status === ENTERING || status === ENTERED) {
nextStatus = EXITING
}
}
}
this .updateStatus( false , nextStatus)
}
updateStatus(mounting = false , nextStatus) {
if (nextStatus !== null ) {
// nextStatus will always be ENTERING or EXITING.
this .cancelNextCallback()
if (nextStatus === ENTERING) {
this .performEnter(mounting)
} else {
this .performExit()
}
} else if ( this .props.unmountOnExit && this .state.status === EXITED) {
this .setState({ status: UNMOUNTED })
}
}
performEnter(mounting) {
const { enter } = this .props
const appearing = this .context ? this .context.isMounting : mounting
const [maybeNode, maybeAppearing] = this .props.nodeRef
? [appearing]
: [ReactDOM.findDOMNode( this ), appearing]
const timeouts = this .getTimeouts()
const enterTimeout = appearing ? timeouts.appear : timeouts.enter
// no enter animation skip right to ENTERED
// if we are mounting and running this it means appear _must_ be set
if ((!mounting && !enter) || config.disabled) {
this .safeSetState({ status: ENTERED }, () => {
this .props.onEntered(maybeNode)
})
return
}
this .props.onEnter(maybeNode, maybeAppearing)
this .safeSetState({ status: ENTERING }, () => {
this .props.onEntering(maybeNode, maybeAppearing)
this .onTransitionEnd(enterTimeout, () => {
this .safeSetState({ status: ENTERED }, () => {
this .props.onEntered(maybeNode, maybeAppearing)
})
})
})
}
performExit() {
const { exit } = this .props
const timeouts = this .getTimeouts()
const maybeNode = this .props.nodeRef
? undefined
: ReactDOM.findDOMNode( this )
// no exit animation skip right to EXITED
if (!exit || config.disabled) {
this .safeSetState({ status: EXITED }, () => {
this .props.onExited(maybeNode)
})
return
}
this .props.onExit(maybeNode)
this .safeSetState({ status: EXITING }, () => {
this .props.onExiting(maybeNode)
this .onTransitionEnd(timeouts.exit, () => {
this .safeSetState({ status: EXITED }, () => {
this .props.onExited(maybeNode)
})
})
})
}
cancelNextCallback() {
if ( this .nextCallback !== null ) {
this .nextCallback.cancel()
this .nextCallback = null
}
}
safeSetState(nextState, callback) {
// This shouldn't be necessary, but there are weird race conditions with
// setState callbacks and unmounting in testing, so always make sure that
// we can cancel any pending setState callbacks after we unmount.
callback = this .setNextCallback(callback)
this .setState(nextState, callback)
}
setNextCallback(callback) {
let active = true
this .nextCallback = event => {
if (active) {
active = false
this .nextCallback = null
callback(event)
}
}
this .nextCallback.cancel = () => {
active = false
}
return this .nextCallback
}
// 监听过渡end
onTransitionEnd(timeout, handler) {
this .setNextCallback(handler)
const node = this .props.nodeRef
? this .props.nodeRef.current
: ReactDOM.findDOMNode( this )
const doesNotHaveTimeoutOrListener =
timeout == null && ! this .props.addEndListener
if (!node || doesNotHaveTimeoutOrListener) {
setTimeout( this .nextCallback, 0)
return
}
if ( this .props.addEndListener) {
const [maybeNode, maybeNextCallback] = this .props.nodeRef
? [ this .nextCallback]
: [node, this .nextCallback]
this .props.addEndListener(maybeNode, maybeNextCallback)
}
if (timeout != null ) {
setTimeout( this .nextCallback, timeout)
}
}
render() {
const status = this .state.status
if (status === UNMOUNTED) {
return null
}
const {
children,
// filter props for `Transition`
in : _in,
mountOnEnter: _mountOnEnter,
unmountOnExit: _unmountOnExit,
appear: _appear,
enter: _enter,
exit: _exit,
timeout: _timeout,
addEndListener: _addEndListener,
onEnter: _onEnter,
onEntering: _onEntering,
onEntered: _onEntered,
onExit: _onExit,
onExiting: _onExiting,
onExited: _onExited,
nodeRef: _nodeRef,
...childProps
} = this .props
return (
// allows for nested Transitions
<TransitionGroupContext.Provider value={ null }>
{ typeof children === ' function '
? children(status, childProps)
: React.cloneElement(React.Children.only(children), childProps)}
</TransitionGroupContext.Provider>
)
}
}
可以看到，和Vue是非常相似的，只不过这里变成了在React的各个生命周期函数了进行处理。
到了这里，我们会发现不管是Vue的transiton组件，还是React这个transiton-group组件，着重处理的都是css属性的动画。
数据驱动的动画
而实际场景中总是会遇到css无法处理的动画，这个时候，可以有两种解决方案：
通过ref获取dom，然后采用我们传统的js方案。
通过state状态维护绘制dom的数据，不断通过setState更新state类驱动视图自动刷新
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