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

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

}]}>

</Animated.View>

);

}

});

var styles = StyleSheet.create({

demo: {

flex: 1,

alignItems: 'center',

justifyContent: 'center',

backgroundColor: 'white',

text: {

fontSize: 30

}

});

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

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??</Animated.Text>

</Animated.View>

);

}

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

{

inputRange: [0,1],

outPutRange: ['0deg','180deg']

}

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

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>;

}

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：

// 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

)

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。

startAnimation() {

this.state.rotateValue.setValue(0);

Animated.timing(this.state.rotateValue, {

toValue: 1,

duration: 800,

easing: Easing.linear

}).start(() => this.startAnimation());

}

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：

getInitialState() {

return {left: 0};

}

render(){

return (

</div>

);

}

onChange(value) {

this.setState({left: value});

}

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：

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 (

<StaticContainer

shouldUpdate={!this.state.isAnimating}>

</StaticContainer>

</div>

);

}

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。

render(){

this._child = this._child || <ExpensiveChild />;

return (

{this._child}

</div>

);

}

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）

render(){

return(

<Animated.div style={{left: this.state.left}}>

</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

}

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：

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} />;

}

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？

参考资料

好书推荐《React Native开发指南》

原创文章转载请注明：

转载自AlloyTeam：http://www.alloyteam.com/2016/01/reactnative-animated/