显示的确切时间：requestAnimationFrame 用法和时间线

Question

我想实现的是检测屏幕上出现某种变化的精确时间（主要是Google Chrome）。例如，我使用 $("xelement").show(); 显示一个项目或使用 $("#xelement").text("sth new"); 更改它然后我想看看 performance.now() 究竟是什么时候更改出现在用户屏幕上屏幕重绘。所以我对任何解决方案都持开放态度——下面我主要指的是 requestAnimationFrame (rAF)，因为它是应该帮助实现这一目标的功能，只是它似乎没有；见下文。

基本上，正如我想象的那样，rAF 应该在大约 0-17 毫秒内执行其中的所有内容（每当下一帧出现在我的标准 60 Hz 屏幕上时）。此外，时间戳参数应给出此执行时间的值（并且此值基于与 performance.now()) 相同的 DOMHighResTimeStamp 度量）。

下面是我为此所做的众多测试之一：https://jsfiddle.net/gasparl/k5nx7zvh/31/

function item_display() {
    var before = performance.now();
    requestAnimationFrame(function(timest){
        var r_start = performance.now();
        var r_ts = timest;
        console.log("before:", before);
        console.log("RAF callback start:", r_start);
        console.log("RAF stamp:", r_ts);
        console.log("before vs. RAF callback start:", r_start - before);
        console.log("before vs. RAF stamp:", r_ts - before);
        console.log("")
    });
}
setInterval(item_display, Math.floor(Math.random() * (1000 - 500 + 1)) + 500);

我在Chrome中看到的是：rAF 中的函数总是在大约 0-3 毫秒内执行（从它之前的 performance.now() 开始计算），而且，最奇怪的是， rAF 时间戳与我在 rAF 中使用 performance.now() 得到的完全不同，通常比调用 before[= 的 performance.now() 早大约 0-17 毫秒55=] rAF（但有时之后大约 0-1 毫秒）。

这是一个典型的例子：

before: 409265.00000001397 RAF callback start: 409266.30000001758 RAF stamp: 409260.832 before vs. RAF callback start: 1.30000000353902 before vs. RAF stamp: -4.168000013974961

在 Firefox 和 IE 中是不同的。在 Firefox 中，“对比 RAF 回调开始之前”大约为 1-3 毫秒或大约 16-17 毫秒。 “之前与 RAF 标记”始终为正，通常在 0-3 毫秒左右，但有时在 3-17 毫秒之间。在 IE 中，这两个差异几乎总是在 15-18 毫秒左右（正）。这些或多或少与不同的 PC 相同。然而，当我运行它出现在我的 phone 的 Chrome 上时，然后，并且只有那时，它似乎合理正确：“在 vs. RAF 邮票之前”在 0-17 左右随机，并且“RAF 回调开始”总是在几毫秒之后。

有关更多上下文：这是针对用户使用自己的 PC 的在线响应时间实验（但我通常将浏览器限制为 Chrome，因此这是对我来说真正重要的唯一浏览器）。我重复显示各种项目，并测量响应时间为“从元素显示的那一刻（当人看到它时）到他们按下一个键的那一刻”，并从记录的响应时间中计算特定的平均值项目，然后检查某些项目类型之间的差异。这也意味着如果记录的时间总是在一个方向上有点偏差（例如总是在元素实际出现之前 3 毫秒）并不重要，只要这种偏差对于每个显示都是一致的，因为只有差异真的很重要。 1-2 毫秒的精度是理想的，但任何减轻随机“刷新率噪声”（0-17 毫秒）的东西都会很好。

我也尝试了jQuery.show()回调，但是没有考虑刷新率：https://jsfiddle.net/gasparl/k5nx7zvh/67/

var r_start; function shown() { r_start = performance.now(); } function item_display() { var before = performance.now(); $("#stim_id").show(complete = shown()) var after = performance.now(); var text = "before: " + before + "<br>callback RT: " + r_start + "<br>after: " + after + "<br>before vs. callback: " + (r_start - before) + "<br>before vs. after: " + (after - r_start) console.log("") console.log(text) $("p").html(text); setTimeout(function(){ $("#stim_id").hide(); }, 500); } setInterval(item_display, Math.floor(Math.random() * (1000 - 500 + 1)) + 800);

与HTML:

<p><br><br><br><br><br></p> <span id="stim_id">STIMULUS</span>

解决方案（基于Kaiido的回答）以及工作显示示例：

function monkeyPatchRequestPostAnimationFrame() { const channel = new MessageChannel(); const callbacks = []; let timestamp = 0; let called = false; channel.port2.onmessage = e => { called = false; const toCall = callbacks.slice(); callbacks.length = 0; toCall.forEach(fn => { try { fn(timestamp); } catch (e) {} }); }; window.requestPostAnimationFrame = function(callback) { if (typeof callback !== 'function') { throw new TypeError('Argument 1 is not callable'); } callbacks.push(callback); if (!called) { requestAnimationFrame((time) => { timestamp = time; channel.port1.postMessage(''); }); called = true; } }; } if (typeof requestPostAnimationFrame !== 'function') { monkeyPatchRequestPostAnimationFrame(); } function chromeWorkaroundLoop() { if (needed) { requestAnimationFrame(chromeWorkaroundLoop); } } // here is how I display items // includes a 100 ms "warm-up" function item_display() { window.needed = true; chromeWorkaroundLoop(); setTimeout(function() { var before = performance.now(); $("#stim_id").text("Random new text: " + Math.round(Math.random()*1000) + "."); $("#stim_id").show(); // I ask for display above, and get display time below requestPostAnimationFrame(function() { var rPAF_now = performance.now(); console.log("before vs. rPAF now:", rPAF_now - before); console.log(""); needed = false; }); }, 100); } // below is just running example instances of displaying stuff function example_loop(count) { $("#stim_id").hide(); setTimeout(function() { item_display(); if (count > 1) { example_loop(--count); } }, Math.floor(Math.random() * (1000 - 500 + 1)) + 500); } example_loop(10);

<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/jquery/2.2.3/jquery.min.js"></script> <div id="stim_id">Any text</div>

编辑： 因此，根据经验测量，在所有这些中，turns out 重要的是 rAF 循环。 rPAF 没有真正的区别。

Answer 1

您正在经历什么is a Chrome bug（甚至两个）。

基本上，当requestAnimationFrame回调池为空时，他们会在当前事件循环结束时直接调用它，而不会等待实际绘制帧作为规格要求。

要解决此错误，您可以保持持续的 requestAnimationFrame 循环，但请注意这会将您的文档标记为“动画”并会触发一系列副作用在您的页面上（例如在每次屏幕刷新时强制重新绘制）。所以我不确定你在做什么，但这样做通常不是一个好主意，我宁愿邀请你只在需要时运行这个动画循环。

let needed = true; // set to false when you don't need the rAF loop anymore

function item_display() {
  var before = performance.now();
  requestAnimationFrame(function(timest) {
    var r_start = performance.now();
    var r_ts = timest;
    console.log("before:", before);
    console.log("RAF callback start:", r_start);
    console.log("RAF stamp:", r_ts);
    console.log("before vs. RAF callback start:", r_start - before);
    console.log("before vs. RAF stamp:", r_ts - before);
    console.log("")
    setTimeout(item_display, Math.floor(Math.random() * (1000 - 500 + 1)) + 500);
  });
}
chromeWorkaroundLoop();
item_display();

function chromeWorkaroundLoop() {
  if (needed) {
    requestAnimationFrame(chromeWorkaroundLoop);
  }
};

现在，requestAnimationFrame 回调在下一次绘制之前触发（实际上在同一个事件循环中），并且 TimeStamp 参数应该表示在执行当前帧的所有主要任务和微任务之后，开始其“更新渲染”子任务之前的时间（步骤 9 here）。
[edit]：然而，这并不是浏览器真正实现的，有关详细信息，请参阅 this Q/A。

所以这不是你能拥有的最精确的，你是对的，在这个回调中使用 performance.now() 应该让你更接近实际的绘画时间。

此外，当 Chrome 在这里面临另一个错误时，可能与第一个错误有关，当他们将此 rAF 时间戳设置为...我必须承认我不知道是什么...也许上一个画框的时间戳。

(function() {
let raf_id,
  eventLoopReport = {
    id: 0,
    timeStamp: 0,
    now: 0
  },
  report = {
    nb_of_loops_between_call_and_start: -1,
    mouseClick_timeStamp: 0,
    calling_task: {
        eventLoop: null,
      now: 0
    },
    rAF_task: {
        eventLoop: null,
      now: 0,
      timeStamp: 0
    }
  };
  
startEventLoopCounter();
  
btn.onclick = triggerSingleFrame;


// increments eventLoop_id at every event loop
// (or at least every time our postMessage loop fires)
function startEventLoopCounter() {
  const channel = new MessageChannel()
  channel.port2.onmessage = e => {
    eventLoopReport.id ++;
    eventLoopReport.timeStamp = e.timeStamp;
    eventLoopReport.now = performance.now();
    channel.port1.postMessage('*');
  };
  channel.port1.postMessage('*');
}

function triggerSingleFrame(e) {
  // mouseClick Event should be generated at least the previous event loop, so its timeStamp should be in the past
    report.mouseClick_timeStamp = e.timeStamp;
    const report_calling = report.calling_task;
  report_calling.now = performance.now();
  report_calling.eventLoop = Object.assign({}, eventLoopReport);

    cancelAnimationFrame(raf_id);
  
    raf_id = requestAnimationFrame((raf_ts) => {
    const report_rAF = report.rAF_task;
        report_rAF.now = performance.now();
    report_rAF.timeStamp = raf_ts;
    report_rAF.eventLoop = Object.assign({}, eventLoopReport);
    report.nb_of_loops_between_call_and_start = report_rAF.eventLoop.id - report_calling.eventLoop.id;
    // this should always be positive
    report_el.textContent = "rAF.timeStamp - mouse_click.timeStamp: " +
            (report.rAF_task.timeStamp - report.mouseClick_timeStamp) + '\n\n' +
      // verbose
        JSON.stringify(report, null, 2) ;
  });
}
})();

<button id="btn">flash</button>
<div id="out"></div>
<pre id="report_el"></pre>

再一次，运行无限 rAF 循环将修复这个奇怪的错误。

所以您可能想要检查的一件事是 可能传入 requestPostAnimationFrame method。

~~您可以在 Chrome、~~¹ 中访问它，然后在 [=17] 中启用“实验性 Web 平台功能” =].此方法如果被 html 标准接受，将允许我们在绘制操作发生后 立即触发回调。

从那里，你应该离画最近。

var needed = true; function item_display() { var before = performance.now(); requestAnimationFrame(function() { requestPostAnimationFrame(function() { var rPAF_now = performance.now(); console.log("before vs. rPAF now:", rPAF_now - before); console.log(""); setTimeout(item_display, Math.floor(Math.random() * (1000 - 500 + 1)) + 500); }); }); } if (typeof requestPostAnimationFrame === 'function') { chromeWorkaroundLoop(); item_display(); } else { console.error("Your browser doesn't support 'requestPostAnimationFrame' method, be sure you enabled 'Experimental Web Platform features' in chrome:flags"); } function chromeWorkaroundLoop() { if (needed) { requestAnimationFrame(chromeWorkaroundLoop); } };

对于尚未实现该提案的浏览器，或者如果该提案从未通过规范实现，您可以尝试使用 MessageEvent 对其进行 polyfill，这应该是在下一个事件中首先触发的事情循环。

// polyfills requestPostAnimationFrame // requestPostAnimationFrame polyfill if (typeof requestPostAnimationFrame !== "function") { (() => { const channel = new MessageChannel(); const callbacks = []; let timestamp = 0; let called = false; let scheduled = false; // to make it work from rAF let inRAF = false; // to make it work from rAF channel.port2.onmessage = e => { called = false; const toCall = callbacks.slice(); callbacks.length = 0; toCall.forEach(fn => { try { fn(timestamp); } catch (e) {} }); } // We need to overwrite rAF to let us know we are inside an rAF callback // as to avoid scheduling yet an other rAF, which would be one painting frame late // We could have hooked an infinite loop on rAF, but this means // forcing the document to be animated all the time // which is bad for perfs const rAF = globalThis.requestAnimationFrame; globalThis.requestAnimationFrame = function(...args) { if (!scheduled) { scheduled = true; rAF.call(globalThis, (time) => inRAF = time); globalThis.requestPostAnimationFrame(() => { scheduled = false; inRAF = false; }); } rAF.apply(globalThis, args); }; globalThis.requestPostAnimationFrame = function(callback) { if (typeof callback !== "function") { throw new TypeError("Argument 1 is not callable"); } callbacks.push(callback); if (!called) { if (inRAF) { timestamp = inRAF; channel.port1.postMessage(""); } else { requestAnimationFrame((time) => { timestamp = time; channel.port1.postMessage(""); }); } called = true; } }; })(); } var needed = true; function item_display() { var before = performance.now(); requestPostAnimationFrame(function() { var rPAF_now = performance.now(); console.log("before vs. rPAF now:", rPAF_now - before); console.log(""); setTimeout(item_display, Math.floor(Math.random() * (1000 - 500 + 1)) + 500); }); } chromeWorkaroundLoop(); item_display(); function chromeWorkaroundLoop() { if (needed) { requestAnimationFrame(chromeWorkaroundLoop); } };

事实证明，此功能显然已从 Chrome 实验中删除。查看 the implementation issue 我找不到原因、时间，也不知道他们是否打算继续努力。

显示的确切时间：requestAnimationFrame 用法和时间线

Exact time of display: requestAnimationFrame usage and timeline

javascript

animation

timing

requestanimationframe

display