需求

经常会有这样的需求,当页面滚动到某一个位置fixedTopValue时,需要某个元素fixedElement固定在屏幕顶部。基本方法是获取页面的scrollTop值做判断:
如果 scrollTop > fixedTopValue; 则添加position:fixed;top: 0;否则删除position:fixed;属性。

当在pc浏览器操作的时候正常。真机测试时总会出现千奇百怪的现象。比如:
1、 当页面往下滚时,fixedElement需要等页面滚动停止之后才会出现。
2、往上滚动时出现到固定的位置时不恢复原样,而是到达顶部、等页面停止滚动之后才会唰的一下恢复原样
3、滚动到顶部之后,会出现两个一样的fixedElement, 过一会才恢复正常。
这样的用户体验真的很差,所以迫切需要解决这个问题。

滚动bug.png

解决方法主要涉及一下三个方面
1、使用新的定位属性 position: sticky; (如果支持)
** 2、如果不支持1,使用window.requestAnimationFrame方法确保改变定位属性在固定时间内执行一次
**3、
给fixedElement开启硬件加速

基本逻辑如下图:

页面滚动元素fixed置顶逻辑设计 (2).png

position:sticky是个什么鬼?

对与css的position属性我们只知道有static、relative、absolute、fixed这四个值,什么时候又多出了sticky这个值。看下MDN文档解释

** Sticky positioning **
Sticky positioning is a hybrid of relative and fixed positioning. The element is treated as relative positioned until it crosses a specified threshold, at which point it is treated as fixed positioned.

大概意思是:sticky定位时relative定位与fixed定位的混合体。对于设置了sticky定位的元素,在它的顶部到达一个指定的界限之前会被当作relative定位,超过这个界限字后则被当作fixed定位。这个界限就是 ** 该元素顶部距离窗口顶部的距离等于该元素设置的top值 **
比如以下demo:

<div>
  <div class="top">60像素分割线</div>
  <div class="sticky">当我的顶部距离窗口顶部为10px(top值)时,我就会像fixed一样fixed在距离窗口10px(top值处)</div>
  <div class="content">sticky的co时代发送分ntent</div>
</div>
.top {
    height: 60px;
    background: #f20;
    width: 100%;
    color: #fff;
    font-size: 16px;
    text-align: center;
    line-height: 60px;
}
.sticky {
    position: sticky;
    position: -webkit-sticky;
    top: 10px;
    height: 40px;
    background: #dd5;
    color: #fff;
    line-height: 20px;
    text-align: center;
}
.sticky-t10 {
    top: 0px;
}
.content {
    height: 1000px;
    width: 100%;
    background: #f8f8f8;
    text-align: center;
    padding-top: 40px;
    color: #333;
}

效果图:
sticky测试页面综合图.png

当页面滚动到距离黄色区块顶部10px时,黄色区块就会fixed在窗口顶部10px处,页面再往下滚动距离也不会变。当页面网上滚动时,页面顶部距离黄色区块顶部大于10px时,黄色区块又会恢复原样固定在原来的位置。

position:sticky这个属性并不会出现当页面滚动停止之后才会出现的bug,因为它本身就是属于正常流。并不会像fixed 与static相互切换时引起重排于重绘,而移动端浏览器滚动时是禁止重排跟重绘的,所以才会导致以上出现的问题。下图是对于position:sticky的支持情况:

position:sticky浏览器支持情况

发现支持的浏览器一般般,但是经过测试像微信、safari、uc等浏览器是支持的,虽然chrome不支持,但是在chrome使用优化后的fixed定位也可以解决这个问题,基本能满足主流的浏览器就够了,其他的见鬼去吧。

滚动时减少性能损耗,强制触发浏览器的同步布局

如果浏览器不支持position:sticky,那么就使用js动态的在节点在fixed定位于static定位中切换,但是需要对切换过程做一些优化。
1、使用函数节流防抖减少dom操作频繁粗发,但是保证在规定时间内必须执行一次。
2、使用window.requestAnimationFrame 方法在下一帧前触发浏览器的强制同步布局,是对dom的操作能及时渲染到页面上。
3、减少对dom的读写操作,或者把dom操作把读、写操作分开,可以减少渲染次数。

给需要定位的元素开启硬件加速

由于移动设备的硬件限制,导致移动端的浏览器的渲染能比较差。此时对需要定位的元素开启硬件加速,会把需要渲染的元素放到特定的复合层『Composited Layer』中,当该元素改变时可以较少重绘或重排的范围。给元素添加 transform: translateZ(0);属性就行。

参考:

硬件加速:
http://div.io/topic/1348
http://www.cnblogs.com/shytong/p/5419565.html
提升页面性能:
https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/window/requestAnimationFrame
http://www.ruanyifeng.com/blog/2015/09/web-page-performance-in-depth.html
http://www.jianshu.com/p/a32b890c29b1

具体实现请参考以下jquery版本的代码:

//jquery
(function() {
    function Sticky(){
        this.init.apply(this, arguments);
    }

    /**
     * 滚动fixed组件初始化
     * @param {object}         setting                allocate传进来的参数
     * @param {object}         setting.stickyNode     需要设置position:sticky的节点,通常是最外层
     * @param {object}         setting.fixedNode      当滚动一定距离时需要fixed在顶部的节点
     * @param {int}            setting.top            fixed之后距离顶部的top值
     * @param {int}            setting.zIndex         fixed之后的z-index值
     * @param {string}         setting.fixedClazz     fixed时给fixedNode添加的类
     * @param {function}     setting.runInScrollFn  滚动期间额外执行的函数
     * @return {void}  
     */
    Sticky.setting = {
        stickyNode: null,
        fixedNode: null,
        top: 0,
        zIndex: 100,
        fixedClazz: '',
        runInScrollFn: null
    };
    var sPro = Sticky.prototype;
    var g = window;

    /**
     * 初始化
     * @param  {object} options 设置
     * @return {void}         
     */
    sPro.init = function(options){
        this.setting = $.extend({}, Sticky.setting, options, true);
        if (options.fixedNode) {
            this.fixedNode = options.fixedNode[0] || options.fixedNode;
            this.stickyNode = options.stickyNode[0] || options.stickyNode;
            this.cssStickySupport = this.checkStickySupport();
            this.stickyNodeHeight = this.stickyNode.clientHeight;
            this.fixedClazz = options.fixedClazz;
            this.top = parseInt(options.top, 10) || 0;
            this.zIndex = parseInt(options.zIndex) || 1;
            this.setStickyCss();
            this.isfixed = false;
            // 把改变定位的操作添加到节流函数与window.requestAnimationFrame方法中,确保一定事件内必须执行一次
            this.onscrollCb = this.throttle(function() {
                this.nextFrame(this.sticky.bind(this));
            }.bind(this), 50, 100);
            this.initCss = this.getInitCss();
            this.fixedCss = this.getFixedCss();
            this.addEvent();
        }
    };

    /**
     * 获取原始css样式
     * @return {string} 定位的样式
     */
    sPro.getInitCss = function() {
        if (!!this.fixedNode) {
            return "position:" + this.fixedNode.style.position + ";top:" + this.fixedNode.style.top + "px;z-index:" + this.fixedNode.style.zIndex + ";";
        }
        return "";
    };

    /**
     * 生成fixed时的css样式
     * @return {void}
     */
    sPro.getFixedCss = function() {
        return "position:fixed;top:" + this.top + "px;z-index:" + this.zIndex + ";";
    };

    /**
     * 给fixedNode设置fixed定位样式
     * @param {string} style fixed定位的样式字符串
     */
    sPro.setFixedCss = function(style) {
        if(!this.cssStickySupport){
            if (!!this.fixedNode){
                this.fixedNode.style.cssText = style;
            }
        }
    };

    /**
     * 检查浏览器是否支持positon: sticky定位
     * @return {boolean} true 支持 false 不支持
     */
    sPro.checkStickySupport = function() {
        var div= null;
        if(g.CSS && g.CSS.supports){
            return g.CSS.supports("(position: sticky) or (position: -webkit-sticky)");
        }
        div = document.createElement("div");
        div.style.position = "sticky";
        if("sticky" === div.style.position){
            return true;
        }
        div.style.position = "-webkit-sticky";
        if("-webkit-sticky" === div.style.position){
            return true;
        }
        div = null;
        return false;
    };

    /**
     * 给sticyNode设置position: sticky定位
     */
    sPro.setStickyCss = function() {
        if(this.cssStickySupport){
            this.stickyNode.style.cssText = "position:-webkit-sticky;position:sticky;top:" + this.top + "px;z-index:" + this.zIndex + ";";
        }
    };

    /**
     * 监听window的滚动事件
     */
    sPro.addEvent = function() {
        $(g).on('scroll', this.onscrollCb.bind(this));
    };

    /**
     * 让函数在规定时间内必须执行一次
     * @param {Function} fn     定时执行的函数
     * @param {int}      delay  延迟多少毫秒执行
     * @param {[type]}   mustRunDelay 多少毫秒内必须执行一次
     * @return {[type]}      [description]
     */
    sPro.throttle = function(fn, delay, mustRunDelay){
        var timer = null;
        var lastTime;
        return function(){
            var now = +new Date();
            var args = arguments;
            g.clearTimeout(timer);
            if(!lastTime){
                lastTime = now;
            }
            if(now - lastTime > mustRunDelay){
                fn.apply(this, args);
                lastTime = now;
            }else{
                g.setTimeout(function(){
                    fn.apply(this, args);
                }.bind(this), delay);
            }
        }.bind(this);
    };

    /**
     * window.requestAnimationFrame的兼容性写法,保证在100/6ms执行一次
     * @param  {Function} fn 100/16ms需要执行的函数
     * @return {void}      
     */
    sPro.nextFrame = (function(fn){
        var prefix = ["ms", "moz", "webkit", "o"];
        var handle = {};
        handle.requestAnimationFrame = window.requestAnimationFrame;
        for(var i = 0; i < prefix.length && !handle.requestAnimationFrame; ++i){
            handle.requestAnimationFrame = window[prefix[i] + "RequestAnimationFrame"];
        }
        if(!handle.requestAnimationFrame){
            handle.requestAnimationFrame = function(fn) {
                var raf = window.setTimeout(function() {
                    fn();
                }, 16);
                return raf;
            };
        }
        return function(fn) {
            handle.requestAnimationFrame.apply(g, arguments);
        }
    })();

    /**
     * 判断stickyNode的当前位置设置fixed|static|sticky定位
     * @return {void}
     */
    sPro.sticky = function() {
        this.setting.runInScrollFn && this.setting.runInScrollFn();
        var stickyNodeBox = this.stickyNode.getBoundingClientRect();
        if(stickyNodeBox.top <= this.top && !this.isfixed){
            this.setFixedCss(this.fixedCss);
            this.fixedClazz && $(this.fixedNode).addClass(this.fixedClazz);
            this.isfixed = true;
            $(this).trigger('onsticky', true);
        } else if(stickyNodeBox.top > this.top && this.isfixed) {
            this.setFixedCss(this.initCss.replace(/position:[^;]*/, "position:static"));
            g.setTimeout(function() {
                this.setFixedCss(this.initCss)
            }.bind(this), 30);
            this.fixedClazz && $(this.fixedNode).removeClass(this.fixedClazz);
            this.isfixed = false;
            $(this).trigger('onsticky', true);
        }
    };

    $.initSticky = function(options){
        return new Sticky(options);
    };
})();

html 结构

<div class="m-nav">
            <div class="nav-fixed fixed" id="j-nav" style="position: fixed; top: 0px; z-index: 100;">
                <ul class="f-cb">
                    <li class="active" anchor-id="j-understand">了解儿童编程</li>
                    <li anchor-id="j-join">参与公益直播课</li>
                    <li anchor-id="j-upload">上传编程作品</li>
                </ul>
            </div>
        </div>

css 结构

.g-page-box .m-nav {

 height: 1.33333rem;

}

.g-page-box .m-nav .nav-fixed {

 height: .86667rem;
 padding: .22667rem .50667rem;
 background-color: #1aadbb;
 position: relative;
 transform: translate3d(0, 0, 0);
 -webkit-transform: translate3d(0, 0, 0);
 transition: height 4s;

}

.fixed{
position: fixed;
 top: 0px;
 z-index: 100;
}