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【前端词典】5 种滚动吸顶实现方式的比较[性能升级版]

修改版预览

这篇文章是三天前写就的,有大佬给我提了一些修改意见,我觉得这个意见确实中肯。所以就有了这个升级的修改版本。代码同步更新到 GitHub 了。

修改内容如下:

  1. 添加了图文说明,直观的说明 getBoundingClientRect()集合含义
  2. 频繁 reflow 风险该如何规避(优化滚动监听)
  3. 监听滚动带来的性能问题(使用 IntersectionObserver, 新方案)

修改更新的内容在第 4 点和第 5 点,如果你看过本文,可以直接看修改更新的内容。或者你可以再看一遍。

前言

我入职第二家公司接到的第一个需求就是修复之前外包做的滚动吸顶效果。我当时很纳闷为何一个滚动吸顶会有 bug,后来我查看代码才发现直接用的是 offsetTop 这个属性,而且并没有做兼容性处理。

offsetTop

用于获得当前元素到定位父级( element.offsetParent )顶部的距离(偏移值)。

定位父级 offsetParent 的定义是:与当前元素最近的 position != static 的父级元素。

或许写这个代码的人没有注意到“定位父级”这个这个附属条件。

后来在项目中总会遇到滚动吸顶的效果需要实现,现在我将我知道的 4 种滚动吸顶实现方式做详细介绍。

目录

  1. 使用 position:sticky 实现
  2. 使用 JQuery 的 offset().top 实现
  3. 使用原生的 offsetTop 实现
  4. 使用 obj.getBoundingClientRect().top 实现
  5. 性能优化篇

以上这四种方式你都了解吗?相关代码已上传到 GitHub ,感兴趣的可以 clone 代码到本地运行。望给个 star 支持一下。

四种实现方式

我们先看一下效果图:

一、使用 position:sticky 实现

1、粘性定位是什么?

粘性定位 sticky 相当于相对定位 relative 和固定定位 fixed 的结合;在页面元素滚动过程中,某个元素距离其父元素的距离达到 sticky 粘性定位的要求时;元素的相对定位 relative 效果变成固定定位 fixed 的效果。

MDN 传送门

2、如何使用?

使用条件:

  1. 父元素不能 overflow:hidden 或者 overflow:auto 属性
  2. 必须指定 top、bottom、left、right 4 个值之一,否则只会处于相对定位
  3. 父元素的高度不能低于 sticky 元素的高度
  4. sticky 元素仅在其父元素内生效

在需要滚动吸顶的元素加上以下样式便可以实现这个效果:

.sticky {
    position: -webkit-sticky;
    position: sticky;
    top: 0;
}
复制代码

3、这个属性好用吗?

我们先看下在 Can I use 中看看这个属性的兼容性:

可以看出这个属性的兼容性并不是很好,因为这个 API 还只是实验性的属性。不过这个 API 在 IOS 系统的兼容性还是比较好的。

所以我们在生产环境如果使用这个 API 的时候一般会和下面的几种方式结合使用。

二、使用 JQuery 的 offset().top 实现

我们知道 JQuery 中封装了操作 DOM 和读取 DOM 计算属性的 API,基于 offset().top 这个 API 和 scrollTop() 的结合,我们也可以实现滚动吸顶效果。

...
window.addEventListener('scroll', self.handleScrollOne);
...
handleScrollOne: function() {
    let self = this;
    let scrollTop = $('html').scrollTop();
    let offsetTop = $('.title_box').offset().top;
    self.titleFixed = scrollTop > offsetTop;
}
...
复制代码

这样实现固然可以,不过由于 JQuery 慢慢的退出历史的舞台,我们在代码中尽量不使用 JQuery 的 API。我们可以基于 offset().top 的源码自己处理原生 offsetTop。于是乎就有了第三种方式。

scrolloTop() 有兼容性问题,在微信浏览器、IE、某些 firefox 版本中 $('html').scrollTop() 的值会为 0,于是乎也就有了第三种方案的兼容性写法。

三、使用原生的 offsetTop 实现

我们知道 offsetTop 是相对定位父级的偏移量,倘若需要滚动吸顶的元素出现定位父级元素,那么 offsetTop 获取的就不是元素距离页面顶部的距离。

我们可以自己对 offsetTop 做以下处理:

getOffset: function(obj,direction){
    let offsetL = 0;
    let offsetT = 0;
    while( obj!== window.document.body && obj !== null ){
        offsetL += obj.offsetLeft;
        offsetT += obj.offsetTop;
        obj = obj.offsetParent;
    }
    if(direction === 'left'){
        return offsetL;
    }else {
        return offsetT;
    }
}
复制代码

使用:

...
window.addEventListener('scroll', self.handleScrollTwo);
...
handleScrollTwo: function() {
    let self = this;
    let scrollTop = window.pageYOffset || document.documentElement.scrollTop || document.body.scrollTop;
    let offsetTop = self.getOffset(self.$refs.pride_tab_fixed);
    self.titleFixed = scrollTop > offsetTop;
}
...
复制代码

你是不是看出了以上两种方式的一些问题?

我们一定需要使用 scrollTop - offsetTop 的值来实现滚动吸顶的效果吗?答案是否定的。

我们一同看看第四种方案。

四、使用 obj.getBoundingClientRect().top 实现

定义:

这个 API 可以告诉你页面中某个元素相对浏览器视窗上下左右的距离。

使用:
tab 吸顶可以使用 obj.getBoundingClientRect().top 代替 scrollTop - offsetTop,代码如下:

// html
<div class="pride_tab_fixed" ref="pride_tab_fixed">
    <div class="pride_tab" :class="titleFixed == true ? 'isFixed' :''">
        // some code
    </div>
</div>

// vue
export default {
    data(){
      return{
        titleFixed: false
      }
    },
    activated(){
      this.titleFixed = false;
      window.addEventListener('scroll', this.handleScroll);
    },
    methods: {
      //滚动监听,头部固定
      handleScroll: function () {
        let offsetTop = this.$refs.pride_tab_fixed.getBoundingClientRect().top;
        this.titleFixed = offsetTop < 0;
        // some code
      }
    }
  }
复制代码

offsetTop 和 getBoundingClientRect() 区别

1. getBoundingClientRect():

用于获得页面中某个元素的左,上,右和下分别相对浏览器视窗的位置。不包含文档卷起来的部分。

该函数返回一个 object 对象,有8个属性: top, right, buttom, left, width, height, x, y

2. offsetTop:

用于获得当前元素到定位父级( element.offsetParent )顶部的距离(偏移值)。

定位父级 offsetParent 的定义是:与当前元素最近的 position != static 的父级元素。

offsetTopoffsetParent 方法相结合可以获得该元素到 body 上边距的距离。代码如下:

getOffset: function(obj,direction){
    let offsetL = 0;
    let offsetT = 0;
    while( obj!== window.document.body && obj !== null ){
        offsetL += obj.offsetLeft;
        offsetT += obj.offsetTop;
        obj = obj.offsetParent;
    }
    if(direction === 'left'){
        return offsetL;
    }else {
        return offsetT;
    }
}
复制代码

延伸知识点

offsetWidth:

元素在水平方向上占用的空间大小:
offsetWidth = border-left + padding-left + width + padding-right + border-right

offsetHeight:

元素在垂直方向上占用的空间大小:
offsetHeight = border-top + padding-top + height + padding-bottom + border-bottom

注:如果存在垂直滚动条,offsetWidth 也包括垂直滚动条的宽度;如果存在水平滚动条,offsetHeight 也包括水平滚动条的高度;

offsetTop:

元素的上外边框至 offsetParent 元素的上内边框之间的像素距离;

offsetLeft:

元素的左外边框至 offsetParent 元素的左内边框之间的像素距离;

注意事项

  1. 所有偏移量属性都是只读的;
  2. 如果给元素设置了 display:none,则它的偏移量属性都为 0;
  3. 每次访问偏移量属性都需要重新计算(保存变量);
  4. 在使用的时候可能出现 DOM 没有初始化,就读取了该属性,这个时候会返回 0;对于这个问题我们需要等到 DOM 元素初始化完成后再执行。

遇到的两个问题

一、吸顶的那一刻伴随抖动

出现抖动的原因是因为:在吸顶元素 position 变为 fixed 的时候,该元素就脱离了文档流,下一个元素就进行了补位。就是这个补位操作造成了抖动。

解决方案

为这个吸顶元素添加一个等高的父元素,我们监听这个父元素的 getBoundingClientRect().top 值来实现吸顶效果,即:

<div class="title_box" ref="pride_tab_fixed">
    <div class="title" :class="titleFixed == true ? 'isFixed' :''">
    使用 `obj.getBoundingClientRect().top` 实现
    </div>
</div>
复制代码

这个方案就可以解决抖动的 Bug 了。

二、吸顶效果不能及时响应

这个问题是我比较头痛,之前我没有在意过这个问题。直到有一天我用美团点外卖的时候,我才开始注意这个问题。

描述:

  1. 当页面往下滚动时,吸顶元素需要等页面滚动停止之后才会出现吸顶效果
  2. 当页面往上滚动时,滚动到吸顶元素恢复文档流位置时吸顶元素不恢复原样,而等页面停止滚动之后才会恢复原样

原因: 在 ios 系统上不能实时监听 scroll 滚动监听事件,在滚动停止时才触发其相关的事件。

解决方案:

还记得第一种方案中的 position:sticky 吗?这个属性在 IOS6 以上的系统中有良好的兼容性,所以我们可以区分 IOS 和 Android 设备做两种处理。

IOS 使用 position:sticky,Android 使用滚动监听 getBoundingClientRect().top 的值。

如果 IOS 版本过低呢?这里提供一种思路:window.requestAnimationFrame()

性能优化篇(新增)

到此 4 中滚动吸顶的方式介绍完了,可是这样就真的结束了吗?其实还是有优化的空间的。

我们从两个方向做性能优化(其实是一个方向):

  1. 避免过度的 reflow
  2. 优化滚动监听事件

问题定位过程

我们知道过度的 reflow 会使页面的性能下降。所以我们需要尽可能的降低 reflow 的次数,给用户更加流畅的感觉。

有的朋友或许会说这个我知道,可是这和滚动吸顶有什么关系呢?

不急,你是否还记得滚动吸顶使用了 offsetTop 或者 getBoundingClientRect().top 来获取响应的偏移量呢?

既然有读取元素的属性就自然会导致页面 reflow。

因此我们优化的方向就是从减少读取元素属性次数下手,查看代码发现一触发屏幕滚动事件就会调用相关方法读取元素的偏移量。

优化方案

解决这个问题有以下两个方案:

  1. 牺牲平滑度满足性能,使用节流控制相关方法的调用
  2. 使用 IntersectionObserver 和节流结合,也牺牲了平滑度。

第一种方案

这个方案很常见,不过其带来的副作用也很明显,就是在吸顶效果会有些延迟,如果产品可以接受那就不失为一种好方法。

这样可以控制在一定时间内只读取

这里节流函数就直接是用 lodash.js 封装好的 throttle 方法。

代码如下:

window.addEventListener('scroll', _.throttle(self.handleScrollThree, 50));
复制代码

第二种方案

第二种方案相对来说容易接受一点,就是支持 IntersectionObserver 就用 IntersectionObserver,否则就用 throttle。

我们先讲讲 IntersectionObserver

IntersectionObserver 可以用来监听元素是否进入了设备的可视区域之内,而不需要频繁的计算来做这个判断。

通过这个属性我们就可以在元素不在可视范围内,不去读取元素的相对位置,已达到性能优化;当浏览器不支持这个属性的时候就使用 throttle 来处理。

我们看看这个属性的兼容性怎么样:

大概支持了 60% 以上,在项目中还是可以使用的(你需要做好兼容性处理)。

关于 IntersectionObserver 如何使用,请看 MDN 或者 阮一峰教程

使用 IntersectionObserver 和 throttle 优化的代码如下:

IntersectionObserverFun: function() {
    let self = this;
    let ele = self.$refs.pride_tab_fixed;
    if( !IntersectionObserver ){
        let observer = new IntersectionObserver(function(){
            let offsetTop = ele.getBoundingClientRect().top;
            self.titleFixed = offsetTop < 0;
        }, {
            threshold: [1]
        });
        observer.observe(document.getElementsByClassName('title_box')[0]);
    } else {
        window.addEventListener('scroll', _.throttle(function(){
            let offsetTop = ele.getBoundingClientRect().top;
            self.titleFixed = offsetTop < 0;
        }, 50));
    }
}, 
复制代码

注意

IntersectionObserver API 是异步的,不随着目标元素的滚动同步触发。

规格写明,IntersectionObserver的实现,应该采用 requestIdleCallback()。它不会立即执行回调,它会调用 window.requestIdleCallback() 来异步的执行我们指定的回调函数,而且还规定了最大的延迟时间是 100 毫秒。

总结:

这种 IntersectionObserver 和 throttle 结合的方案不失为一种可选择的方案,这种方案的优点就在于可以有效地减少页面 reflow 的风险,不过缺点也是有的,需要牺牲页面的平滑度。具体该如何取舍,就看业务的需要啦。

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