虚拟滚动是怎么做性能优化的?

简介: 虚拟滚动是怎么做性能优化的?

image.png


前言

一个简单的情景模拟(千万别被带入):

A:假设现在有 10 万条数据,你作为前端该怎么优化这种大数据的列表?

B:针对大数据列表一般不会依次性加载,会采用上拉加载、分页加载等方式实现优化.

A:那假如加载到最后一条数据的时候,页面上只是列表部分的数据就至少对应 10 万个 dom 节点,你觉得一个页面渲染至少 10 万个 dom 节点的性能如何?

A:如果这样的列表有 n 个呢?还有没有别的优化方式?

B:要不我把自己优化一下 ......

其实解决上述问题就可以使用 虚拟滚动 来实现优化,相信大家对这个词都不陌生,但由于这个名词比较短(又是虚拟又是滚动)导致很多人觉得这是非常高大上、难以理解的内容,但其实恰恰相反。

本文的目的就是帮助你以 最简单 的方式 理解虚拟滚动,甚至实现 虚拟滚动.

虚拟滚动(Virtual Scrolling)

核心优化的方式:

限定文档中渲染列表数量,即固定渲染的 DOM 数,通过动态切换数据内容实现视图的更新,并保证文档中真实 DOM 的数量不随着数据量增大而增大.

image.png

理解虚拟滚动

其实要理解 虚拟滚动 这个词很简单,按照 虚拟滚动 两部分来理解就很简单了,下面就一一拆解。

虚拟

通常在页面列表中,要渲染的 列表数量 和真实在文档中存在的 DOM 节点数1 : 1 的。每个列表项都拥有相同的高度(假设是 30px),这个列表容器中需要完全渲染的列表数(假设是 100 条)和在页面中的高度是一致的,即此时的高度就为 100 * 30 = 3000,对应列表的 DOM 数量为 100,如:

image.png

对于 虚拟滚动 来讲,虚拟 的意思是指实际要渲染完整列表对应的高度是通过 虚拟计算 的,并不是指文档中存在对应的 DOM 节点数

上面的栗子对应到虚拟滚动来讲,就意味着实际渲染完整列表对应的高度就仍为 100 * 30 = 3000,但实际渲染数就变为 10 条,关系图大致如下:

image.png

滚动

所谓 滚动 就很好理解了,因为列表可视区通常会限制一定的高度,即 列表可视区高度,那么此时只要 虚拟列表高度 值大于 列表可视区高度 时,就会产生滚动条即可发生滚动操作。

值得注意的是,在发生滚动时需要对 实际渲染的列表 进行一些处理,否则会出现 实际渲染的列表虚拟列表区 脱离的情况,比如:

image.png

关键点就是实现在发生 滚动 操作时,保证 实际渲染的列表 一直存在 列表可视区 中,并且动态切换需要渲染的列表数据。

实现虚拟滚动

核心步骤

  • 设置列表可视区的高度 containerHeight
  • 设置单个列表项的高度 listItemHeight
  • 计算渲染完整列表需要的高度 virtualHeight,即 virtualHeight = listItemHeight * data.length
  • 设置真实渲染数据的起始索引 startIndex、endIndex,用于从列表数据 data 中获取对应的数据内容
  • 注册/监听滚动事件 onScroll
  • 获取当前实际滚动距离 eleScrollTop
  • eleScrollTop 作为 translateY 的值,即 实际渲染列表元素 平移的数值,保证 实际渲染列表元素 一直存在可视区中
  • 根据实际的滚动距离 eleScrollTop,动态计算列表新的起始索引 startIndex、endIndex

效果预览

image.png

具体实现细节都在如下的代码中,可结合其中的注释阅读:

// App.vue
<script>
const list = (num = 10)=> {
  const data = [];
  for (let i = 0; i < num; i++) {
    data.push({
      id: i+1,
      name: `第 ${i+1} 条列表`
    });
  }
  return data;
}
</script>
<template>
  <VirtualScroll :data="list(100)" />
</template>
// VirtualScroll.vue
<template>
  <!-- 虚拟滚动内容 -->
  <div
    class="virtual-scroller"
    @scroll="onScroll"
    :style="{ height: containerHeight + 'px' }"
  >
    <!-- 实际渲染的列表内容 -->
    <ul
      class="real-list-content"
      :style="{ transform: `translateY(${translateY}px)` }"
    >
      <li
        v-for="item in visibleList"
        :key="item.id"
        :style="{
          height: `${listItemHeight}px`,
          'line-height': `${listItemHeight}px`,
        }"
      >
        <div>{{ item.name }}</div>
      </li>
    </ul>
    <!-- 虚拟列表元素 -->
    <div class="virtual-height" :style="{ height: virtualHeight + 'px' }">
      ~ 数据加载完毕 ~
    </div>
  </div>
</template>
<script>
export default {
  name: "vue-virtual-scroll",
};
</script>
<script setup language="ts">
import { computed, ref } from "vue";
const props = defineProps({
  data: {
    type: Array,
    default: [],
  },
  startIndex: {
    type: Number,
    default: 0,
  },
  endIndex: {
    type: Number,
    default: 10,
  },
  listItemHeight: {
    type: Number,
    default: 60,
  },
  containerHeight: {
    type: Number,
    default: 500,
  },
});
let { data, listItemHeight } = props;
const translateY = ref(0); // 平移距离
const startIndex = ref(props.startIndex); // 开始索引
const endIndex = ref(props.endIndex); // 结束索引
// 实际渲染的数据
const visibleList = computed(() => {
  return data.slice(startIndex.value, endIndex.value);
});
// 虚拟滚动的高度
const virtualHeight = computed(() => {
  return (data.length - visibleList.value.length) * listItemHeight + listItemHeight;
});
// 滚动事件
const onScroll = (e) => {
  const eleScrollTop = e.target.scrollTop;
  // 保证实际渲染列表一直停留在可视区
  translateY.value = eleScrollTop;
  // 根据实际的滚动距离,动态计算列表开始索引
  startIndex.value = Math.floor(eleScrollTop / listItemHeight);
  // 基于开始索引
  endIndex.value = startIndex.value + 10;
};
</script>
<style scoped>
.virtual-scroller {
  border: solid 1px #eee;
  margin-top: 10px;
  height: 600px;
  overflow: auto;
}
.virtual-height {
  background: red;
  display: flex;
  align-items: end;
  justify-content: center;
  color: #fff;
}
ul {
  list-style: none;
  padding: 0;
  margin: 0;
}
li {
  outline: solid 1px #fff;
  background-color: #000;
  color: #fff;
}
</style>
复制代码

最后

其实 虚拟滚动 并不难理解,就像 CSS 中的 BFCJavaScript 中的闭包 等概念一样,最初了解时你很难给它一个定义,但是实际上下功夫去了解它,其实也就那么一回事。

以上的实现方式是极简的方式,没有做任何的优化、没有考虑额外的场景,因为本文的目的还是想通过最简单的实现去解释虚拟滚动到底是怎么一回事,因此不必过于纠结,当然基于 vue 相关库的实现如 vue-virtual-scroller 可自行了解。


目录
相关文章
|
20天前
|
缓存 前端开发 UED
前端 8 种图片加载优化方案梳理
本文首发于微信公众号“前端徐徐”,详细探讨了现代网页设计中图片加载速度优化的重要性及方法。内容涵盖图片格式选择(如JPEG、PNG、WebP等)、图片压缩技术、响应式图片、延迟加载、CDN使用、缓存控制、图像裁剪与缩放、Base64编码等前端图片优化策略,旨在帮助开发者提升网页性能和用户体验。
108 0
|
4月前
|
缓存 JavaScript 前端开发
JavaScript框架中的性能优化策略
【7月更文挑战第27天】JavaScript框架中的性能优化是一个持续的过程,需要开发者在开发过程中不断关注和改进。通过代码优化、DOM操作优化、缓存机制、异步处理以及使用性能分析工具等策略,可以显著提升应用的性能,提升用户体验。在实际开发中,开发者应根据应用的具体需求和性能瓶颈选择合适的优化策略,以实现最佳的优化效果。
|
3月前
|
前端开发 JavaScript UED
现代前端开发中的动态组件加载与性能优化
传统的前端应用加载所有组件可能会导致性能问题和用户体验下降。本文讨论了现代前端开发中采用动态组件加载的策略,通过异步加载和按需渲染优化页面加载速度和资源利用效率。
|
5月前
|
缓存 JavaScript 前端开发
基于虚拟滚动的大型文档性能优化方案
基于虚拟滚动的大型文档性能优化方案旨在提高长列表或长文档的加载和滚动性能。虚拟滚动通过只渲染视口(用户可见区域)附近的元素来减少内存占用和渲染时间,而非一次性加载所有内容。
|
缓存 前端开发 Serverless
前端工程化的前端性能的性能优化方案的网络层面优化之缓存
缓存是一种非常重要的前端性能优化方案,因为它可以在不同的环境中提高网页的响应速度和可接受性。
136 2
|
前端开发 Serverless 开发者
前端工程化的前端性能的性能优化方案的网络层面优化之资源优化
资源优化是一种非常重要的前端性能优化方案,因为它可以在不同的环境中提高网页的响应速度和可接受性。
91 1
|
移动开发 前端开发 JavaScript
前端工程化的前端性能的性能优化方案的渲染层面优化之DOM优化
DOM 优化是一种非常重要的前端性能优化方案,因为它可以在不同的环境中提高网页的响应速度和可接受性。
86 0
|
前端开发 Serverless 开发者
前端工程化的前端性能的性能优化方案的渲染层面优化之懒加载
懒加载是一种非常重要的前端性能优化方案,因为它可以在不同的环境中提高网页的响应速度和可接受性。
88 0
|
数据可视化 前端开发 算法
动态渲染拓扑图方案探究
拓扑图是数据可视化领域一种比较常见的展示类型,目前业界常见的可视化展现的方案有ECharts、HighCharts、D3、AntV等。当前的项目使用的是基于ECharts的静态关系图渲染,为了后续可能扩展成动态的拓扑图渲染,本文探索了ECharts的原理以及G6的原理,也算是对自研一个可视化库的基本实现方法做了一个梳理。
265 0
|
缓存 JavaScript 前端开发
性能优化之关键渲染路径
分别从浏览器架构和最新的渲染引擎介绍了关于页面渲染的相关概念。对应连接如下。 • 页面是如何生成的(宏观角度) • Chromium 最新渲染引擎--RenderingNG • RenderingNG中关键数据结构及其角色 而今天的主角是{关键渲染路径| Critical Rendering Path}。它是影响页面在加载阶段的主要标准。