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面试被问到如何一次性渲染十万条数据，我该怎么答？

2024-10-03 IT技术 63

引言

在前端开发中，性能优化是一个永恒的话题。我们经常需要处理和展示大量的数据，所以当面试官问到：“如何一次性渲染十万条数据而不影响用户体验？”你会怎么回答？直接渲染十万条数据可能会导致页面卡顿、响应迟缓，甚至浏览器崩溃。本篇文章详细介绍时间分片和虚拟列表的解决方案，帮助你轻松拿下面试~

前置知识

js是单线程的，会有一个同步和异步的概念，为了确保主线程不会被长时间阻塞，js引擎就会依照事件循环机制来执行代码：

  1. 先执行同步代码（也属于是宏任务）
  2. 同步执行完毕后，检查是否有异步代码需要执行
  3. 执行所有的微任务
  4. 微任务执行完毕后，若有需要就会渲染页面
  5. 执行宏任务（也就是下一次事件循环开始）
  • 微任务：Promise.then()、process.nextTick()、async/await、MutationObserver()等
  • 宏任务：script(开启一整份代码的执行)、setTimeout、setInterval、setImmediate、I/O操作、UI-Rendering、同步代码等

时间分片

v8引擎执行 js 代码速度很快，然而渲染页面时间相对来说要长很多。如果直接将十万条数据给到渲染引擎，很容易造成页面卡顿或白屏，所以一次性渲染十万条数据的关键在于——要让浏览器的渲染线程尽量均匀流畅地将数据渲染上去。

时间分片的核心思想是将一个大的任务分解成多个小的任务，使用  setTimeout或requestAnimationFrame 分批次地渲染一部分数据。

使用 setTimeout

  1. 初始化：定义总数据条数 total、每次渲染的数据条数 once、需要渲染的总次数 page 和当前渲染的索引 index。
  2. 递归渲染：loop 函数通过递归调用来逐步渲染数据。每次for循环渲染 once 条数据，并使用 setTimeout 将渲染操作放入下一个事件循环中。
  3. 定时器：setTimeout 确保每次渲染操作不会阻塞主线程，从而保持页面的流畅性和响应性。
  4. 结束条件：当所有数据都渲染完毕后（即 curTotal - pageCount <= 0），递归调用停止。
<body>
    <ul id="container">ul>

    <script>
    
        let ul = document.getElementById('container');
        
        const total = 100000        
        let once = 20               
        let page = total / once     
        let index = 0               

        
        function loop(curTotal, curIndex) {  
            let pageCount = Math.min(once, curTotal)

            setTimeout(() => {
                for (let i = 0; i < pageCount; i++) {
                    let li = document.createElement('li');
                    li.innerText = curIndex + i + ':' + ~~(Math.random() * total); 
                    ul.appendChild(li);
                }
                loop(curTotal - pageCount, curIndex + pageCount)
            })
        }
        
        loop(total, index)

    script>
body>

不让v8一次事件循环就把js部分执行掉，浏览器一次性暴力渲染十万条，而是让v8执行五千次事件循环，浏览器每次只渲染二十条。这样v8分摊了浏览器渲染线程的压力，能减少页面加载时间

requestAnimationFrame + document.createDocumentFragment()

使用 setTimeout 将渲染操作放入下一个事件循环会有个小问题：假设浏览器页面刷新时间为 16.7ms，如果v8引擎的性能不够高，进行完一次事件循环的时间比 16.7ms 要长，那么浏览器在 16.7ms 内渲染完了 20 条数据，而 v8引擎还没将下一个20条数据给出来，这样就很可能会造成页面的闪屏或卡顿。

要解决定时器带来的事件循环与屏幕刷新不同步的问题，我们可以用 requestAnimationFrame() 取代 setTimeout()。

在此基础上，我们需要尽量人为地减少回流重绘次数。如果每一次for循环都渲染一条数据，那这样高频地操作DOM会浪费开销影响性能。

所以，我们可以使用文档碎片 document.createDocumentFragment()——一个虚拟的DOM， 来批量插入 li 元素。使得生成好一条数据后，先不要往 ul 里面添加，固定每20个li只回流一次


    
    id="container">

虚拟列表

虚拟列表技术通过只渲染当前可见区域的数据来提高性能，而不是一次性渲染所有数据。这样可以显著减少 DOM 元素的数量，从而提高页面的加载速度和滚动流畅性。

核心思想

  1. 初始化容器和数据：创建固定高度的容器，准备数据源。
  2. 计算可视区域：获取容器高度，计算每个项的高度和可视区域的数据条数。
  3. 渲染初始可见区域：计算起始和结束索引，渲染初始数据。
  4. 监听滚动事件：绑定滚动事件，计算新的起始和结束索引，更新渲染数据。
  5. 调整样式：计算偏移量，处理实际列表跟随父容器一起移动的情况

接下来用 vue 技术栈展示虚拟列表实现步骤：

根组件 App.vue 中：

  • 定义数据源 data，里面存放一千个对象，每个对象包含 id 和 value 属性
  • 引入自定义的 virtualList 组件，并通过 :listData 属性将 data 传递给它
  • 设置 .app 类的样式，使其具有固定的宽度和高度，并添加边框以区分容器区域
<template>
  <div class="app">
    <virtualList :listData="data" />
  div>
template>

<script setup>
import { ref } from 'vue';
import virtualList from './components/virtualList.vue';


const data = ref([])

for(let i = 0; i < 1000; i++) {
  data.value.push({id: i, value: i})
}

script>

<style lang="css" scoped>
.app{
  width: 300px;
  height: 400px;
  border: 1px solid #000;
}
style>

自定义 virtualList 组件中：

模板部分——

  • 根元素infinite-list-container：绑定了 ref 为 listRef，用于后续获取 DOM 元素，并且绑定滚动事件处理器 scrollEvent
  • 虚拟占位元素infinite-list-phantom：用于撑开父容器的高度，确保可以滚动。其高度由 listHeight 计算得出
  • 实际列表元素infinite-list：使用 transform 属性来控制列表的位置
  • 列表项元素infinite-list-item：通过 v-for 循环渲染 visibleData  中的数据项。每个项的高度和行高由 itemSize 控制