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ReactNative Animated动画详解
最近ReactNative（以下简称RN）在前端的热度越来越高，不少同学开始在业务中尝试使用RN，这里着重介绍一下RN中动画的使用与实现原理。
使用篇
举个简单的栗子
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var React = require('react-native');
var {
Animated,
Easing,
View,
StyleSheet,
Text
} = React;
var Demo = React.createClass({
getInitialState() {
return {
fadeInOpacity: new Animated.Value(0) // 初始值
};
},
componentDidMount() {
Animated.timing(this.state.fadeInOpacity, {
toValue: 1, // 目标值
duration: 2500, // 动画时间
easing: Easing.linear // 缓动函数
}).start();
},
render() {
return (
<Animated.View style={[styles.demo, {
opacity: this.state.fadeInOpacity
}]}>
<Text style={styles.text}>悄悄的，我出现了</Text>
</Animated.View>
);
}
});
var styles = StyleSheet.create({
demo: {
flex: 1,
alignItems: 'center',
justifyContent: 'center',
backgroundColor: 'white',
},
text: {
fontSize: 30
}
});
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是不是很简单易懂<(▰˘◡˘▰)> 和JQuery的Animation用法很类似。
步骤拆解
一个RN的动画，可以按照以下步骤进行。
- 使用基本的Animated组件，如Animated.View Animated.Image Animated.Text （重要！不加Animated的后果就是一个看不懂的报错，然后查半天动画参数，最后怀疑人生）
- 使用Animated.Value设定一个或多个初始化值（透明度，位置等等）。
- 将初始化值绑定到动画目标的属性上（如style）
- 通过Animated.timing等函数设定动画参数
- 调用start启动动画。
栗子敢再复杂一点吗？
显然，一个简单的渐显是无法满足各位观众老爷们的好奇心的.我们试一试加上多个动画
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getInitialState() {
return (
fadeInOpacity: new Animated.Value(0),
rotation: new Animated.Value(0),
fontSize: new Animated.Value(0)
);
},
componentDidMount() {
var timing = Animated.timing;
Animated.parallel(['fadeInOpacity', 'rotation', 'fontSize'].map(property => {
return timing(this.state[property], {
toValue: 1,
duration: 1000,
easing: Easing.linear
});
})).start();
}，
render() {
return (<Animated.View style={[styles.demo, {
opacity: this.state.fadeInOpacity,
transform: [{
rotateZ: this.state.rotation.interpolate({
inputRange: [0,1],
outputRange: ['0deg', '360deg']
})
}]
}]}><Animated.Text style={{
fontSize: this.state.fontSize.interpolate({
inputRange: [0,1],
outputRange: [12,26]
})
}}>我骑着七彩祥云出现了
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注意到我们给文字区域加上了字体增大的动画效果，相应地，也要修改Text为Animated.Text
强大的interpolate
上面的栗子使用了interpolate函数，也就是插值函数。这个函数很强大，实现了数值大小、单位的映射转换，比如
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{
inputRange: [0,1],
outPutRange: ['0deg','180deg']
}
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当setValue(0.5)时，会自动映射成90deg。 inputRange并不局限于[0,1]区间，可以画出多段。 interpolate一般用于多个动画共用一个Animated.Value，只需要在每个属性里面映射好对应的值，就可以用一个变量控制多个动画。 事实上，上例中的fadeInOpacityfontSizerotation用一个变量来声明就可以了。（那你写那么多变量逗我吗(╯‵□′)╯︵┻━┻） （因为我要强行使用parallel ┬─┬ ノ( ‘ – ‘ノ)）
流程控制
在刚才的栗子中，我们使用了Parallel来实现多个动画的并行渲染，其它用于流程控制的API还有：
- sequence接受一系列动画数组为参数，并依次执行
- stagger接受一系列动画数组和一个延迟时间，按照序列，每隔一个延迟时间后执行下一个动画（其实就是插入了delay的parrllel）
- delay生成一个延迟时间(基于timing的delay参数生成）
例3
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getInitialState() {
return (
anim: [1,2,3].map(() => new Animated.Value(0)) // 初始化3个值
);
},
componentDidMount() {
var timing = Animated.timing;
Animated.sequence([
Animated.stagger(200, this.state.anim.map(left => {
return timing(left, {
toValue: 1,
});
}).concat(
this.state.anim.map(left => {
return timing(left, {
toValue: 0,
});
})
)), // 三个view滚到右边再还原，每个动作间隔200ms
Animated.delay(400), // 延迟400ms，配合sequence使用
timing(this.state.anim[0], {
toValue: 1
}),
timing(this.state.anim[1], {
toValue: -1
}),
timing(this.state.anim[2], {
toValue: 0.5
}),
Animated.delay(400),
Animated.parallel(this.state.anim.map((anim) => timing(anim, {
toValue: 0
}))) // 同时回到原位置
]
).start();
},
render() {
var views = this.state.anim.map(function(value, i) {
return (
<Animated.View
key={i}
style={[styles.demo, styles['demo' + i], {
left: value.interpolate({
inputRange: [0,1],
outputRange: [0,200]
})
}]}>
<Text style={styles.text}>我是第{i + 1}个View</Text>
</Animated.View>
);
});
return <View style={styles.container}>
<Text>sequence/delay/stagger/parallel演示</Text>
{views}
</View>;
}
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Spring/Decay/Timing
前面的几个动画都是基于时间实现的，事实上，在日常的手势操作中，基于时间的动画往往难以满足复杂的交互动画。对此，RN还提供了另外两种动画模式。
- Spring 弹簧效果
- friction 摩擦系数，默认40
- tension 张力系数，默认7
- bounciness
- speed
- Decay 衰变效果
- velocity 初速率
- deceleration 衰减系数 默认0.997
Spring支持 friction与tension 或者 bounciness与speed 两种组合模式，这两种模式不能并存。 其中friction与tension模型来源于origami,一款F家自制的动画原型设计工具，而bounciness与speed则是传统的弹簧模型参数。
Track && Event
RN动画支持跟踪功能，这也是日常交互中很常见的需求，比如跟踪用户的手势变化，跟踪另一个动画。而跟踪的用法也很简单，只需要指定toValue到另一个Animated.Value就可以了。 交互动画需要跟踪用户的手势操作，Animated也很贴心地提供了事件接口的封装，示例：
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// Animated.event 封装手势事件等值映射到对应的Animated.Value
onPanResponderMove: Animated.event(
[null, {dx: this.state.x, dy: this.state.y}] // map gesture to leader
)
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在官方的demo上改了一下，加了一张费玉污的图，效果图如下 代码太长，就不贴出来了，可以参考官方Github代码
动画循环
Animated的start方法是支持回调函数的，在动画或某个流程结束的时候执行，这样子就可以很简单地实现循环动画了。
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startAnimation() {
this.state.rotateValue.setValue(0);
Animated.timing(this.state.rotateValue, {
toValue: 1,
duration: 800,
easing: Easing.linear
}).start(() => this.startAnimation());
}
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是不是很魔性?[doge]
原理篇
首先感谢能看到这里的小伙伴们:)
在上面的文章中，我们已经基本掌握了RN Animated的各种常用API，接下来我们来了解一下这些API是如何设计出来的。
声明： 以下内容参考自Animated原作者的分享视频
首先，从React的生命周期来编程的话，一个动画大概是这样子写：
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getInitialState() {
return {left: 0};
}
render(){
return (
<div style={{left: this.state.left}}>
<Child />
</div>
);
}
onChange(value) {
this.setState({left: value});
}
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只需要通过requestAnimationFrame调用onChange，输入对应的value，动画就简单粗暴地跑起来了｡◕‿◕，全剧终。
然而事实总是没那么简单，问题在哪？
我们看到，上述动画基本是以毫秒级的频率在调用setState，而React的每次setState都会重新调用render方法，并切遍历子元素进行渲染，即使有Dom Diff也可能扛不住这么大的计算量和UI渲染。
那么该如何优化呢？
- 关键词：
- ShouldComponentUpdate
- <StaticContainer>（静态容器）
- Element Caching （元素缓存）
- Raw DOM Mutation （原生DOM操作）
- ↑↑↓↓←→←→BA （秘籍）
ShouldComponentUpdate
学过React的都知道，ShouldComponentUpdate是性能优化利器，只需要在子组件的shouldComponentUpdate返回false，分分钟渲染性能爆表。
然而并非所有的子元素都是一成不变的，粗暴地返回false的话子元素就变成一滩死水了。而且组件间应该是独立的，子组件很可能是其他人写的，父元素不能依赖于子元素的实现。
<StaticContainer>（静态容器）
这时候可以考虑封装一个容器，管理ShouldCompontUpdate，如图示：
小明和老王再也不用关心父元素的动画实现啦。
一个简单的<StaticContainer>实现如下：
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class StaticContainer extends React.Component {
render(){
return this.props.children;
}
shouldComponentUpdate(nextProps){
return nextProps.shouldUpdate; // 父元素控制是否更新
}
}
// 父元素嵌入StaticContainer
render() {
return (
<div style={{left: this.state.left}}>
<StaticContainer
shouldUpdate={!this.state.isAnimating}>
<ExpensiveChild />
</StaticContainer>
</div>
);
}
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Element Caching 缓存元素
还有另一种思路优化子元素的渲染，那就是缓存子元素的渲染结果到局地变量。
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render(){
this._child = this._child || <ExpensiveChild />;
return (
<div style={{left:this.state.left}}>
{this._child}
</div>
);
}
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缓存之后，每次setState时，React通过DOM Diff就不再渲染子元素了。
上面的方法都有弊端，就是条件竞争。当动画在进行的时候，子元素恰好获得了新的state，而这时候动画无视了这个更新，最后就会导致状态不一致，或者动画结束的时候子元素发生了闪动，这些都是影响用户操作的问题。
Raw DOM Mutation 原生DOM操作
刚刚都是在React的生命周期里实现动画，事实上，我们只想要变更这个元素的left值，并不希望各种重新渲染、DOM DIFF等等发生。
“React，我知道自己要干啥，你一边凉快去“
如果我们跳出这个生命周期，直接找到元素进行变更，是不是更简单呢？
简单易懂，性能彪悍，有木有？！
然而弊端也很明显，比如这个组件unmount之后，动画就报错了。
Uncaught Exception: Cannot call ‘style’ of null
而且这种方法照样避不开条件竞争——动画值改变的时候，有可能发生setState之后，left又回到初始值之类的情况。
再者，我们使用React，就是因为不想去关心dom元素的操作，而是交给React管理，直接使用Dom操作显然违背了初衷。
↑↑↓↓←→←→BA （秘籍）
唠叨了这么多，这也不行，那也不行，什么才是真理？
我们既想要原生DOM操作的高性能，又想要React完善的生命周期管理，如何把两者优势结合到一起呢？答案就是Data Binding(数据绑定）
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render(){
return(
<Animated.div style={{left: this.state.left}}>
<ExpensiveChild />
</Animated.div>
);
}
getInitialState(){
return {left: new Animated.Value(0)}; // 实现了数据绑定的类
}
onUpdate(value){
this.state.left.setValue(value); // 不是setState
}
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首先，需要实现一个具有数据绑定功能的类Animated.Value，提供setValueonChange等接口。 其次，由于原生的组件并不能识别Value，需要将动画元素用Animated包裹起来，在内部处理数据变更与DOM操作。
一个简单的动画组件实现如下：
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Animated.div = class extends React.Component{
componentWillUnmount() {
nextProps.style.left.removeAllListeners();
},
// componentWillMount需要完成与componentWillReceiveProps同样的操作，此处略
componentWillReceiveProps(nextProps) {
nextProps.style.left.removeAllListeners();
nextProps.style.left.onChange(value => {
React.findDOMNode(this).style.left = value + 'px';
});
// 将动画值解析为普通数值传给原生div
this._props = React.addons.update(
nextProps,
{style:{left:{$set: nextProps.style.left.getValue()}}}
);
},
render() {
return <div ...{this._props} />;
}
}
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代码很简短，做的事情有：
- 遍历传入的props，查找是否有Animated.Value的实例，并绑定相应的DOM操作。
- 每次props变更或者组件unmount的时候，停止监听数据绑定事件，避免了条件竞争和内存泄露问题。
- 将初始传入的Animated.Value值逐个转化为普通数值，再交给原生的React组件进行渲染。
综上，通过封装一个Animated的元素，内部通过数据绑定和DOM操作变更元素，结合React的生命周期完善内存管理，解决条件竞争问题，对外表现则与原生组件相同，实现了高效流畅的动画效果。
读到这里，应该知道为什么ImageText等做动画一定要使用Animated加持过的元素了吧？