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CSS Houdini 是一组低级浏览器 API，允许开发者直接参与样式计算、布局和绘制过程。其中，Paint Worklet 是 Houdini 的核心特性之一，它通过将 UI 的绘制逻辑从主线程移出到工作线程（Worker）中执行，显著提升性能并实现更复杂的 UI 效果。本文将探讨如何利用 Paint Worklet 优化自定义 UI 组件的性能，并通过代码示例和实践案例展示其优势。

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Paint Worklet 的工作流程分为以下几个步骤：

1. 注册 Paint Worklet 模块：通过 CSS.paintWorklet.addModule() 注册自定义绘制脚本。
2. 定义绘制逻辑：通过 registerPaint() 方法定义绘制类，并实现 paint() 方法。
3. 在 CSS 中调用自定义绘制器：通过 background: paint(<name>) 调用自定义绘制逻辑。
4. 浏览器合成：浏览器根据需求触发绘制并合成到页面中。

• 减少主线程阻塞：复杂绘制逻辑不会阻塞 UI 渲染。
• 动态更新：支持通过 CSS 自定义属性实时更新绘制参数。
• 高效合批：与浏览器的合成器（Compositor）协同工作，减少重绘次数。

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通过缓存和条件判断避免不必要的绘制操作。例如，仅在参数变化时重新生成图形。

// paint-worklet.js
registerPaint('dynamic-background', class {
  static get inputProperties() { return ['--scroll-position']; }

  paint(ctx, size, properties) {
    const scrollPosition = properties.get('--scroll-position').value;
    const gradient = ctx.createLinearGradient(0, 0, size.width, size.height);
    gradient.addColorStop(0, `hsl(${scrollPosition % 360}, 70%, 50%)`);
    gradient.addColorStop(1, `hsl(${(scrollPosition + 120) % 360}, 70%, 50%)`);
    ctx.fillStyle = gradient;
    ctx.fillRect(0, 0, size.width, size.height);
  }
});

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通过固定位置或预分配资源，避免频繁的布局计算。

// paint-worklet.js
registerPaint('fixed-circle', class {
  static get inputProperties() { return ['--circle-color']; }

  paint(ctx, size, properties) {
    const color = properties.get('--circle-color').value;
    const radius = Math.min(size.width / 2, size.height / 2);
    const centerX = size.width / 2;
    const centerY = size.height / 2;

    ctx.fillStyle = color;
    ctx.beginPath();
    ctx.arc(centerX, centerY, radius, 0, 2 * Math.PI);
    ctx.fill();
  }
});

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通过分离动画逻辑与绘制逻辑，减少主线程负担。

// paint-worklet.js
registerPaint('particle-background', class {
  static get inputProperties() { return ['--animation-tick']; }

  paint(ctx, size, properties) {
    const tick = properties.get('--animation-tick').value;
    const particleCount = 100;
    const spacing = size.width / particleCount;

    for (let i = 0; i < particleCount; i++) {
      const x = i * spacing;
      const y = Math.sin((tick + i) * 0.1) * 50 + size.height / 2;
      ctx.fillStyle = 'rgba(255, 255, 255, 0.3)';
      ctx.beginPath();
      ctx.arc(x, y, 5, 0, 2 * Math.PI);
      ctx.fill();
    }
  }
});

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方法	主线程阻塞	动态更新	重绘次数
CSS 背景图	✅	❌	高
Canvas 元素	❌	✅	中
Paint Worklet	❌	✅	低

• 减少绘制区域：仅绘制必要区域，避免全屏重绘。
• 利用缓存：对静态内容进行缓存，避免重复计算。
• 合并绘制操作：将多个绘制操作合并为一次绘制调用。

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目前，Paint Worklet 在现代浏览器（Chrome、Edge）中支持良好，但在 Safari 和旧版浏览器中可能需要回退方案。

• 避免复杂计算：虽然 Worklet 在工作线程中运行，但仍需注意计算复杂度。
• 限制资源占用：避免创建过多的绘制实例，可能导致内存泄漏。

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通过 CSS Houdini 的 Paint Worklet，开发者可以实现高性能的自定义 UI 组件，同时减少主线程阻塞和重绘次数。结合动态更新和缓存优化，Paint Worklet 成为现代前端开发中不可或缺的工具。未来，随着浏览器对 Houdini API 的进一步支持，其应用场景将更加广泛。

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