字玩FontPlayer开发笔记3 性能优化大量canvas渲染卡顿问题

字玩FontPlayer是笔者开源的一款字体设计工具，使用Vue3 + ElementUI开发，源代码：
github: https://github.com/HiToysMaker/fontplayer
gitee: https://gitee.com/toysmaker/fontplayer

笔记

在笔者的开源项目中，经常需要对大量canvas进行渲染，比如渲染字体预览列表，一个字库可能要包含上千上万个字符，这时候界面会卡住一段时间，体验非常不好。目前项目中主要采用了三个方法进行优化：

加进度条，但是在大量canvas渲染时，界面会彻底卡主，导致进度条不会更新，需要后面两个方法进行辅助
使用requestAnimationFrame将每个canvas的渲染程序间隔一帧再调用，可以有效缓解界面卡顿问题，使进度条流畅运行
使用WebWorker将复杂逻辑另起线程执行，有效防止界面阻塞

1. 进度条

笔者项目使用ElementUI，使用v-loading属性可以为页面添加loading效果，并可以自定义设置loading图标。
但是ElementUI自带的loading效果不包含进度条，所以需要手动加上进度条功能。
进度条代码：

<div v-show="loading && total != 0" class="loading-text">
  <el-progress :text-inside="true" :stroke-width="20" :percentage="Math.round(loaded / total * 100)" />
  <div>{{ `加载中，请稍候……已加载${Math.round(loaded / total * 100)}%` }}</div>
</div>

其中使用三个控制变量，loading代表是否为loading状态，total代表总共需要渲染的canvas数量，loaded表示已经渲染的canvas数量。
效果如下：
请添加图片描述

2. requestAnimationFrame

requestAnimationFrame的作用是在下一帧运行前时回调运行指定函数，也就是每个回调函数会相隔一帧的时间再运行。
大量canvas连续渲染会阻塞界面渲染进程，使用requestAnimationFrame将canvas渲染进行时间上的间隔可以有效防止界面阻塞。
关键代码：

// 渲染函数
const render = () => {
  // i 超过 length，渲染完毕
  if (i >= characters.length) return
  // 渲染第i个字符
  const characterFile = characters[i]
  if (!characterFile._o) {
    // 执行字符脚本
    executeCharacterScript(characterFile)
  }
  // 获取字符预览canvas
  const canvas: HTMLCanvasElement = document.getElementById(`preview-canvas-${characterFile.uuid}`) as HTMLCanvasElement
  if (!canvas) return
  // 将字符数据处理成预览模式
  const contours: Array<Array<ILine | IQuadraticBezierCurve | ICubicBezierCurve>> = componentsToContours(orderedListWithItemsForCharacterFile(characterFile), {
    unitsPerEm,
    descender,
    advanceWidth: unitsPerEm,
  }, { x: 0, y: 0 }, false, true)
  // 渲染字符
  renderPreview2(canvas, contours)
  // 更新进度条
  if (loading.value) {
    loaded.value += 1
    if (loaded.value >= total.value) {
      loading.value = false
    }
  }
  // i递增
  i++
  // 如果没有渲染完毕，调用requestAnimationFrame对下一个字符渲染进行回调
  if (i < characters.length) {
    requestAnimationFrame(render)
  }
}
// 调用requestAnimationFrame渲染第一个字符
requestAnimationFrame(render)

3. WebWorker

WebWorker可以将逻辑从主线程中分离出来，在一个新的线程中运行，从而避免界面阻塞。
对于一些复杂操作，使用WebWorker可以有效提高性能。
笔者项目中，导入字体库的处理过程放在了worker线程中执行，关键代码如下：
worker/index.ts中定义初始化函数

const initWorker = () => {
  let worker = null
  if (window.Worker) {
	worker = new Worker(new URL('./worker.ts', import.meta.url))
  }
  return worker
}

main.ts中调用worker初始化函数

const worker = initWorker()

主线程需要调用worker线程时，对worker线程发出消息，消息中包含所要处理的数据

worker.postMessage([WorkerEventType.ParseFont, font, selectedFile.value.width])

在worker/worker.ts中处理从主线程中收到的消息

onmessage = (e) => {
  switch(e.data[0]) {
	case WorkerEventType.ParseFont: {
	  const font = e.data[1]
	  const width = e.data[2]
	  // ...
	  // 此处省略逻辑代码
	  // ...
	
      // 将处理好的数据传递给主线程
	  postMessage(list)
      break
	}
  }
}

主线程收到消息后，进行后续逻辑

worker.onmessage = (e) => {
  const list = e.data
  selectedFile.value.characterList = list
  clearCharacterRenderList()
  characterList.value.map((characterFile) => {
    addCharacterTemplate(generateCharacterTemplate(characterFile))
  })
  loading.value = false
  emitter.emit('renderPreviewCanvas', true)
}