[源码阅读]解析Anime(JS动画库)核心(1)

摘要：初始位置结束位置和持续时间是作为参数传入配置的，因此计算已消耗时间就是完成动画的核心。下面就深入了解下它的核心。

本次解析将分为2篇文章，当前是第一篇，第二篇在这里

另外，为了能更好的理解这个库，个人写了一个此库的压缩版，实现了核心的功能(主要也是为了更好理解核心功能)，内容更少方便阅读，
地址在这里

anime一个JS轻量动画库，摒弃了常规的left,top属性，全面采用requestAnimateFrame+CSS3属性能充分调用设备进行GPU渲染。

它的亮点有以下(直接引用官网)：

Keyframes(帧动画): Chain multiple animation properties.
Timeline(同步动画): Synchronize multiple instances together.
Playback controls(暂停回放功能): Play, pause, restart, seek animations or timelines.
CSS transforms(CSS动画): Animate CSS transforms individually.
Function based values(函数定义配置(注入了内部属性)): Multiple animated targets can have individual value.
SVG Animations(SVG动画): Motion path, line drawing and morphing animations.
Easing functions(自定义贝塞尔函数): Use the built in functions or create your own Cubic Bézier curve easing.

这么多亮点，其实关键函数就3~4个。

因为这里都是使用缓动函数算法，也就是通过 初始位置, 结束位置, 持续时间,已消耗的时间 计算出当前所在位置。

初始位置、结束位置和持续时间是作为参数传入配置的，因此计算已消耗时间就是完成动画的核心。

下面就深入了解下它的核心。

先了解几个时间的变量，动画都是算法+时间=位置这么算出来的：

// 记录当前位置所对应的时间，根据lastTime计算
instance.cuurentTime
// 记录当前位置所消耗的时间
engineTime
// 记录上一次计算完毕赋值后的位置对应时间
lastTime
// 上一次调用raf的时间
startTime
// 当前位置所消耗时间(能匹配反转状态)，根据engineTime计算
insTime
// 动画持续时间
insDuration
// 延迟时间
delay
// 从什么时间点开始动画
insOffset

接着看几个关键函数，这里先不放具体代码，只是先知道是做什么的(按一个正常动画顺序排放)：

// anime的核心机制, 递归调用raf执行(关键)
const engine = (() => {
  // ...requestAnimateFrame
})();

// anime主体
function anime(params){
  
  // 定义instance 也是最终返回值
  let instance = createNewInstance(params);
  
  // 外部API 从当前位置开始执行动画
  instance.play = function() {}
  
  // 配置 startTime 和 engineTime(关键)
   instance.tick = function(t) {}
   
  // 对当前engineTime进行判断，确定动画方案(关键)
  function setInstanceProgress(engineTime) {}
  
  // 计算动画当前位置 并且赋值(关键)
  function setAnimationsProgress(insTime){}

  // 直接跳到参数time的时间所在的位置
  instance.seek = function(time) {}
  // 外部API 暂停
  instance.pause = function() {}
  // 外部API 反转
  instance.reverse = function() {}
  // 外部API reset
  instance.reset = function() {}
  // 外部API 重新开始
  instance.restart = function() {}
  /*...*/
  return instance
}

关键函数就4个，其他都是一些对关键函数的具体使用

接着一个个解析：

createNewInstance

其实就是对属性和方法合并成一个整体对象，这个对象是贯穿全局的，因此里面什么都有...

 function createNewInstance(params) {
  
    /* 对params进行处理 */
    const instanceSettings = replaceObjectProps(defaultInstanceSettings, params);
    const tweenSettings = replaceObjectProps(defaultTweenSettings, params);
    const animatables = getAnimatables(params.targets);
    const properties = getProperties(instanceSettings, tweenSettings, params);
    const animations = getAnimations(animatables, properties);
        
    // mergeObjects(o1,o2)相当于 Object.assing({},o2,o1)
    return mergeObjects(instanceSettings, {
      children: [],
      animatables: animatables,
      animations: animations,
      duration: getInstanceTimings("duration", animations, instanceSettings, tweenSettings),
      delay: getInstanceTimings("delay", animations, instanceSettings, tweenSettings)
    });
  }

instance.play

此处先做了防护，只有paused状态下才会执行，lastTime这里是调取当前动画的位置对应的时间，因此才可以实现从任意位置开始动画。

 // 外部API 从当前位置开始执行动画
instance.play = function() {
  if (!instance.paused) return;
  instance.paused = false;
  // 从0 开始
  startTime = 0;
  // 调取当前动画当前位置所对应的时间
  lastTime = adjustTime(instance.currentTime);
  // 给 activeInstances 添加当前实例，说明这是一个正在运行的动画
  activeInstances.push(instance);
  // raf未启动，调用engine
  if (!raf) engine();
}

engine

anime的核心机制，通过递归调用requestAnimateFrame，当检测到需要执行动画的集合activeInstances有值，调用instance.tick。

  // IIFE 之后调用engine相当于执行内部的play
  const engine = (() => {
    // step收到一个参数，
    function play() { raf = requestAnimationFrame(step); };
    // 这里的参数t是 raf的参数中可以接受的一个时间戳，表示触发调用的时间
    function step(t) {
      // activeInstances指正在被执行的动画集合
      const activeLength = activeInstances.length;
      // 存在正在运行的动画
      if (activeLength) {
        let i = 0;
        while (i < activeLength) {
          // 调用tick执行
          if (activeInstances[i]) activeInstances[i].tick(t);
          i++;
        }
        play();
      } else {
        // 不存在正在运行的动画 cancel
        cancelAnimationFrame(raf);
        raf = 0;
      }
    }
    return play;
  })();

instance.tick

tick的作用通过参数t，raf的一个时间戳概念，计算出距离上一次调用实际消耗的时间engineTime。

例如：上一次调用时间戳是1000，也就是1秒，中途突然执行一个巨大的任务，等任务结束，时间戳是20000，
那么这次的engineTime就是lastTime+20000-1000，也就是计算这次动画从上次位置再加上19秒的位置...
那么anime对于这种情况是怎么处理呢?继续看下一个setInstanceProgress。

// 配置 startTime 和 engineTime
instance.tick = function(t) {
  now = t;
  // startTime 如果首次执行 就是now，否则就是上一次tick的时间
  if (!startTime) startTime = now;
  // lastTime 是上一次执行结束后动画对应位置的时间戳
  // engineTime 是到动画目前为止消耗的总时间，一般理论上讲是lastTime+16.6667
  const engineTime = (lastTime + now - startTime) * anime.speed;
  setInstanceProgress(engineTime);
}

setInstanceProgress

这个函数接受一个消耗的时间值，在内部对其进行适配和定义了各种情况的动画起始点，传递给setAnimationsProgress。

例如，上面那个例子，如果消耗了19秒，就如进入这个判断:从结束点开始动画(考虑reverse的情况)。

// 消耗的时间超出了持续时间 并且当前位置不在终点  或者 未设定持续时间
if ((insTime >= insDuration && insCurrentTime !== insDuration) || !insDuration){
  if ((insTime >= insDuration && insCurrentTime !== insDuration) || !insDuration) {
    // 从结束点开始
    setAnimationsProgress(insDuration);
    if (!insReversed) countIteration();
  }
}

setInstanceProgress(省略了一些配置的定义)

// 对当前engineTime进行判断，确定动画方案
function setInstanceProgress(engineTime) {
  // 动画持续时间
  const insDuration = instance.duration;
  // 从什么时间点开始动画
  const insOffset = instance.offset;
  // 加上延迟后的开始时间
  const insStart = insOffset + instance.delay;
  // 记录当前位置所对应的时间
  const insCurrentTime = instance.currentTime;
  // 是否是反转状态
  const insReversed = instance.reversed;
  // 当前位置所消耗时间(能匹配反转状态)
  // 这里adjustTime就是如果是反转状态，则返回 insDuration-engineTime
  const insTime = adjustTime(engineTime);
  /* ... */
  // 消耗的时间大于应该开始的时间 并且 消耗的时间在持续时间范围内
  if (insTime > insOffset && insTime < insDuration) {
    setAnimationsProgress(insTime);
  } else {
    // 消耗的时间小于应该开始的时间 并且 当前位置不在起点
    if (insTime <= insOffset && insCurrentTime !== 0) {
      // 从头开始
      setAnimationsProgress(0);
      if (insReversed) countIteration();
    }
    // 消耗的时间超出了持续时间 并且当前位置不在终点  或者 未设定持续时间
    if ((insTime >= insDuration && insCurrentTime !== insDuration) || !insDuration) {
      // 从结束点开始
      setAnimationsProgress(insDuration);
      if (!insReversed) countIteration();
    }
  }
  setCallback("update");
  // 消耗时间大于持续时间 并且在终点(不在终点的上面已经判断了)
  if (engineTime >= insDuration) {
    if (instance.remaining) {
      startTime = now;
      if (instance.direction === "alternate") toggleInstanceDirection();
      // remaining为false，remaining>0说明还需要继续动画
    } else {
      // 完成动画的执行
      instance.pause();
      if (!instance.completed) {
        instance.completed = true;
        setCallback("complete");
        if ("Promise" in window) {
          resolve();
          promise = makePromise();
        }
      }
    }
    lastTime = 0;
  }
}

关键函数setAnimationsProgress和后续的操作函数都放在下一篇继续解析。