Day 14：高效React Native動畫：探索Reanimated

2023 iThome 鐵人賽

DAY 14

Mobile Development

30天React Native之旅：從入門到活用系列第 14 篇

15th鐵人賽

AndyTsai

2023-09-29 16:42:12

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雖然React Native內建的 Animated API 可以滿足基本的動畫需求。但是隨著我們對動畫質量和流暢性的要求日益增高，內建的 Animated API 有時已不能滿足所有的需求。

這正是 react-native-reanimated（簡稱 Reanimated）誕生的原因。Reanimated 是一個更高性能的動畫庫，它還提供了更多的彈性和功能，讓開發者能夠創建更複雜、更流暢的動畫效果。

react-native-reanimated的標語是React Native's Animated library reimplemented，意思就是重新實現 React Native的Animated，使其更具擴展性和效能。

為何要用Reanimated

React Native Animated 的侷限性

首先要先暸解React Native 有兩大線程：JavaScript 線程和UI 線程，這我們在創建運行篇也有提到。當 JavaScript 線程啟動一個動畫指令，這個指令傳送到 UI 線程。但因為因為這個過程是非同步的，所以 UI 線程可能無法馬上收到或處理這個動畫指令，導致動畫的啟動出現延遲。同時，JavaScript 線程要處理的事件很多，容易搶佔資源。

在上一篇文章中，我們有提到了 React Native Animated的 useNativeDriver 方法，它會將動畫配置訊息傳給UI線程處理，但這方法有其局限性。
1. 有限的屬性支持：只支持部分動畫屬性（例如 opacity 和 transform）。
2. 性能仍不夠好：即使透過 useNativeDriver 進行優化，動畫仍由 JavaScript 線程觸發，所以當JS線程繁忙阻塞時，動畫流暢性將受影響。
Reanimated優勢

Reanimated 的突出之處在於，它將所有與動畫相關的 JavaScript 函式都轉移到 UI 線程中。你可能會疑惑，UI線程是原生的，怎麼能執行JS代碼？這就是 Reanimated 巧妙的地方了，Reanimated 在原生 UI 線程上創建了一個 JavaScript 虛擬機，專門來執行動畫相關的代碼。

source

從上圖中可已看到，JavaScript 線程包含了useSharedValue、useAnimatedStyle 及 useAnimatedGestureHandler 這些是Reanimated定義好的動畫相關函式。

這些函式都有 worklet 標記。當 worklet 標記的函式被調用時，它就會在 Reanimated 建立的 JavaScript 虛擬機上執行。因為這個虛擬機運行在 UI 線程上，確保了高效、即時的操作。

核心特性

Shared Values
共享值，類似Hooks的useState，透過訪問.value屬性來取得或更改這些共享變數的值。
```
const moveX = useSharedValue(0);
```
如上，我們為其指定了一個起始值0。要在之後的程式碼中操作或讀取moveX，需要使用moveX.value來訪問它。
```
const onPressHandler = () => {
    moveX.value += 50;
};
```
useAnimatedStyle
這是一個專門為動畫樣式所設計的hooks函式。其返回的值即為動畫元件的樣式。所需改變的動畫樣式都可以透過useAnimatedStyle來定義。

常用動畫類型

withTiming
基於時間的動畫，使元素在指定的時間內從一個值過渡到另一個值。
用法：

const animationValue = useSharedValue(0);
const animatedStyle = useAnimatedStyle(() => {
  return {
    opacity: withTiming(animationValue.value, {
      duration: 500, // 持續時間為 500 毫秒
    }),
  };
});

withSpring
彈簧動畫，可以模擬物件被彈出或彈回的效果。
用法：

Copy code
const animationValue = useSharedValue(0);
const animatedStyle = useAnimatedStyle(() => {
  return {
    transform: [{ translateY: withSpring(animationValue.value) }],
  };
});

withRepeat
用於重複某個動畫特定的次數或無限次。你可以指定動畫要重複的次數、是否要在每次重複之間逆轉動畫等。
用法：

Copy code
const animationValue = useSharedValue(0);
const animatedStyle = useAnimatedStyle(() => {
  return {
    opacity: withRepeat(
      withTiming(animationValue.value, { duration: 500 }),
      3, // 重複 3 次
      true // 在每次重複之間逆轉動畫
    ),
  };
});

安裝

首先，安裝 react-native-reanimated:

npm install react-native-reanimated

接著，將 react-native-reanimated/plugin 加入到你的 babel.config.js 裡面：

module.exports = {
  presets: [
    ... // don't add it here :)
  ],
  plugins: [
    ...
    'react-native-reanimated/plugin',
  ],
};

⚠️ react-native-reanimated/plugin 應放在 plugins 列表的最後。

要做babel 的設定是因為，Reanimated 標記的 worklets函式需要通過 Babel 插件轉換，使它們可以在 UI 線程上運行。

實作

我們將上一篇的Loading動畫改為 Reanimated 製作。

1. 建立一個 SharedValue 來存儲動畫的值。
設定動畫值(旋轉角度)，創建一個 SharedValue 來代表這個值。
```
import {useSharedValue} from 'react-native-reanimated';
const rotationValue = useSharedValue(0);
```
2. 把這個值連接到動畫組件的一個或多個樣式上。
使用 useAnimatedStyle 來創建動畫樣式。當 rotationValue 的值改變時，它會直接將值轉換為相對應的 'deg' 旋轉角度。例如，當 rotationValue.value 為 1 時，該元件的旋轉角度為 '1deg'。
```
import { useAnimatedStyle } from 'react-native-reanimated';

const animatedStyle = useAnimatedStyle(() => {
    return {
        transform: [
            {
                rotate: `${rotationValue.value * 360}deg`
            }
        ]
    };
});
```

3. 用 withTiming 控制並更新該動畫。
使用 withTiming 來定義動畫的具體行為。另外因為要做無限循環的動畫，所以還用到了 withRepeat ，讓動畫能持續地旋轉。

import {withRepeat, withTiming} from 'react-native-reanimated';

rotationValue.value = withRepeat(
    withTiming(1, { duration: 1000, easing: Easing.linear }),
    -1, // -1代表無限次執行
    true
  );

4. UI部分
使用 Animated.View 並傳入 animatedStyle 來實現旋轉效果。

import { Animated } from 'react-native-reanimated';

<Animated.View style={[customStyles.container, animatedStyle]}>
    <View style={customStyles.backgroundCircle} /> 
    <View style={customStyles.rotatingCircle} />
</Animated.View>

完整代碼

import React from 'react';
import { StyleSheet, View } from 'react-native';
import { useSharedValue, useAnimatedStyle, withRepeat, withTiming, Easing, Animated } from 'react-native-reanimated';

const primaryBorderColor = '#3498db';
const secondaryBorderColor = '#e0e0e0';

const customStyles = StyleSheet.create({
    container: {
    position: 'absolute',
    left: '50%',
    top: '50%',
    width: 80,
    height: 80,
    marginLeft: -40,
    marginTop: -40,
  },
  rotatingCircle: {
    width: '100%',
    height: '100%',
    borderRadius: 40,
    borderWidth: 10,
    borderTopColor: primaryBorderColor,
    borderRightColor: primaryBorderColor,
    borderBottomColor: primaryBorderColor,
    borderLeftColor: 'transparent',
  },
  backgroundCircle: {
    position: 'absolute',
    top: 0,
    left: 0,
    width: '100%',
    height: '100%',
    borderRadius: 40,
    borderWidth: 10,
    borderColor: secondaryBorderColor,
  }
});

const RotatingComponent = () => {
  const rotationValue = useSharedValue(0);

  rotationValue.value = withRepeat(
    withTiming(1, { duration: 1000, easing: Easing.linear }),
    -1,
    true
  );

  const animatedStyle = useAnimatedStyle(() => {
    return {
      transform: [
        {
          rotate: `${rotationValue.value * 360}deg`
        }
      ]
    };
  });

  return (
    <Animated.View style={[customStyles.container, animatedStyle]}>
      <View style={customStyles.backgroundCircle} /> 
      <View style={customStyles.rotatingCircle} />
    </Animated.View>
  );
};

export default RotatingComponent;