关于javascript:精读磁贴布局-性能优化

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通过上一篇 精读《磁贴布局 – 性能实现》的介绍,这次咱们进入性能优化环节。

精读

磁贴布局性能优化形式有很多,比方通过空间换工夫,存储父子关系的索引,不便疾速查找到指标组件。但有一个最外围的性能优化点,即碰撞性能优化。

试想,最奢侈的判断组件碰撞办法是什么?个别会遍历画布所有的组件,依据以后组件地位与指标组件地位的绝对地位判断是否产生碰撞,所以仅判断单个组件碰撞时,工夫复杂度是 O(n)。

但磁贴布局的碰撞判断波及整个画布,因为一个组件的挪动可能引发另一个组件的挪动,造成一系列连环布局变动,比方上面这个状况:

         [---]
         [ ]
         [A]
         [ ]
     ↑   [---]
[---------]
[B]
[---------]
  [---]
  [C]
  [---]
   [-------]
   [D]
   [-------]

比方将 B 向上挪动,每个组件落下来时都要做独立的碰撞断定。因为最终碰撞后果是很难预测的,只能一个组件一个组件的判断。比方下面的例子,后果如下:

[---------]
[B]
[---------]
  [---]  [---]
  [C]  [ ]
  [---]  [A]
         [ ]
         [---]
   [-------]
   [D]
   [-------]

能够看到,D 原本是紧紧靠着 C 的,但因为 A 组件移下来了,且 A 比 C 高,所以 D 紧靠的组件就从 C 变成 A 了,这个在 C 做独立碰撞判断之前,是难以通过画布的构造剖析进去的,更不用说联合上画布的整体大小缩放、栅格数量的变动后产生的影响,组件最终落点必须每个组件通过正确程序顺次断定碰撞后能力确定。

因而磁贴碰撞的工夫复杂度是 O(n²),比方页面中有 100 个组件,就至多要遍历 10000 次能力实现一次布局计算,这样在比拟极限的状况下,比方页面有 1000 个组件时,布局计算必定十分耗时。

栅格碰撞断定法

再思考一个问题,正是因为磁贴布局的碰撞断定,导致 磁贴布局不可能存在组件重叠的状况,因而即使画布存在 1000 个组件,只有组件宽高不是特地小(比方每个组件 1px 宽高,挤满 1000px 区域),都不可能汇集在某个小区域内,而是扩散在很大的范畴,那么与以后组件过远的组件就基本不须要做碰撞断定,因为他们不可能相交。

再类比到人判断碰撞的视角,当画布有 1000 个组件时,咱们也能一眼看进去某个组件与哪些组件相交,但这个判断来自于肉眼在可视区域一扫而过,而不是把 1000 个组件全副看一遍。这阐明人眼断定碰撞是通过优化的:以这个组件为圆心,上下左右扩充肯定的范畴扫一眼是否有碰撞就够了。

因而咱们模仿人眼找碰撞的思路,把画布分为若干的栅格,记录每个组件所在的栅格,这样碰撞断定时,只有在组件所在栅格内进行断定就行了。

如下将画布分为若干栅格:

  [---] │        │        │        │
  [A] │        │        │        │
  [---] │        │        │        │
────────┼────────┼────────┼────────┼────────
     [-----]     │        │        │
     [B]     │   [---]│        │
     [-----][C]  │   [G]│        │
────────┼────────┼───[---]┼────────┼────────
        │        │   [E]  │   [F]  │
        │        │   [-----------] │
        │        │   [ ] │
────────┼────────┼───[D]─┼────────
        │        │   [ ] │
        │        │   [-----------] │
        │        │        │        │

这样当断定如下组件碰撞时,要比照的组件如下:

  • A:比照组件无。
  • B:比照组件 C。
  • D:比照组件 E、F、G

因为一个区域承载组件数量是固定的,所以 O(n²) 工夫复杂度就优化为了 O(n x P) 其中 P 对每个组件来说都是常数,因而工夫复杂度最终为 O(n)。

当然这里存在几个注意事项:

  1. 须要空间换工夫,即存储每个组件属于哪些区域,以及每个区域有哪些组件,这样拖拽断定时无需遍历所有组件。
  2. 栅格大小不宜过大,栅格过大则划分栅格的意义就不大了,因为一个栅格内组件数还是很多。
  3. 栅格大小不宜过小,这样每个组件可能横跨很多栅格,导致栅格数量自身的循环次数甚至会超过组件树,就变成了负优化。

对于栅格大小,个别磁贴布局会设置 cols rowHeight 两个选项,以这两个选项的正整数倍为跨度设置栅格是比拟适合的,这样会尽可能减少栅格的有效面积。

不同场景下的栅格计算

下面说了 组件碰撞 如何应用栅格计算,咱们再总结一下:断定组件碰撞,只有找到以后组件所在的栅格 areas,遍历每一个栅格区域内的组件即可。

除了碰撞判断外,磁贴拖拽过程中还有两个场景须要计算组件间碰撞关系,次要包含 落点地位 落点后组件排序 两个场景。

比方上面的例子:

<img width=200 src=”https://user-images.githubusercontent.com/7970947/209458368-80dcd2b4-b6ee-4df9-adb7-271171352844.png”>

蓝色框为鼠标拖动组件时,鼠标的实时地位,而红色背景正方形示意 落点地位 ,红色正方形下方的组件属于 落点后组件,这些组件因为红色正方形的地位插入,须要从新计算地位。

为了最大水平利用栅格优化性能,这两种状况须要别离判断。

落点地位

因为磁贴布局的重力是垂直向上的,因而落点只会落在以后组件的上方,也就是落点只会与上方组件碰撞,因而思考垂直向上的栅格区域即可。而且过程中还是能够优化的,即一格一格向上查找,只有在某个格内查到碰撞组件,就能够终止查找了:

  [---] │        │
  [A] │        │
  [---] │        │
────────┼────────┼─────────
     [-----]     │
     [B]     │
     [-----]     │
────────┼────────┼─────────
[-----] │        │
[C] │        │
[-----] │        │
────────┼────────┼─────────
    [-----]      │
    [D]      │
    [-----]      │

如下面的例子,挪动 D 时:

  1. 先思考 D 所在区域是否有组件垂直区域可碰撞,因为 D 所在区域只有本人,所以跳过。
  2. 在思考 D 区域上方一格区域,发现组件 C,且与 D 在垂直地位可碰撞,因而 D 的落点地位放在 C 的下方。
  3. 查找完结,再向上的区域间接跳过。

因而落点地位的查找时间复杂度是 O(1)。

落点后组件排序

落点地位决定后,因为落点地位毕竟产生了变动,落点之后的组件都要从新依照磁贴向上的重力作用排序,所以此时组件查找范畴是蕴含落点所在区域内,垂直向下的所有区域:

  [---] │        │
  [A] │        │
  [---] │        │
────────┼────────┼─────────
     [-----]     │
     [B]     │
     [-----]     │
────────┼────────┼─────────
[-----] │        │
[C] │        │
[-----] │        │
────────┼────────┼─────────
    [-----]      │
    [D]      │
    [-----]      │

如下面的例子,挪动 A 时,A 所在区域下方所有区域都要从新判断落点,也就是 B、C、D 组件所在区域。其余区域不受影响。咱们假如所有组件平均的平铺在所有区域,那么最坏的状况下(挪动的组件在最顶部,那么一整条高度的区域都要搜寻)纵向区域的组件数是 logn,所以工夫复杂度实践上是 O(logn)。但个别状况磁贴布局高度远大于宽度,所以可能往较坏的 O(n) 复杂度倒退,但不论如何,这个线性性能是可承受的。

总结

通过优化,磁贴布局在拖拽前、中、后各个阶段的计算复杂度均为 O(n),即一个领有 500 个组件实例的简单画布,也只有在每次拖动时循环 500 次计算地位,而配合空间换工夫的一些 Map 映射关系配合,500 次计算加起来最多耗费 2~3 ms,而 1000 个组件实例也最多 4~6 ms 的耗费,但超过 1000 个组件实例的画布简直是不可能存在的,况且这里 log(n) 的 n 指的是每个容器内的组件,因而只有单个容器内组件数量简直不会超过特地多,所以性能是没有问题的。

探讨地址是:精读《磁贴布局 – 性能优化》· Issue #461 · dt-fe/weekly

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