关于javascript:面试题渲染十万条数据解决方案

笔者在之前的面试中遇到过“一次性给你 10000 条数据，怎么让它不卡之类的问题“，当初筹备不充沛，不晓得怎么答复这类问题，说的计划过于简略，还扯到防抖节流之类的性能优化点上，这篇文章本来 2022 年 1 月 29 日打算写，后因春节过年耽搁，直至近日动笔

查阅材料后发现有三种解决方案：

虚构列表（也叫按需渲染或可视区域渲染）
提早渲染（即懒渲染）
工夫分片

虚构列表是最支流的解决方案，不渲染所有的数据，只渲染可视区域中的数据。当用户滑（滚）动时，通过监听 scroll 来判断是上滑还是下拉，从而更新数据。同理 IntersectionObserver 和 getBoundingClientRect 都能实现

提早渲染，也叫懒加载。顾名思义，最开始不渲染所有数据，只渲染可视区域中的数据（同虚构列表统一）。当滚动到页面底部时，增加数据（concat），视图渲染新增 DOM

工夫分片次要是分批渲染 DOM，应用 requestAnimationFrame 来让动画更加晦涩

先说最支流的计划

虚构列表是按需显示的一种实现，即只对可见区域进行渲染，对非可见区域中的数据不渲染或局部渲染的技术，是对长列表渲染的优化伎俩

说的明确一点，就是展现可视区域中的内容，当你向上向下滚动时，通过 DOM API 替换可视区域中的数据，做到动静加载十万条数据

对于有限滚动，晚期通过监听 scroll 事件，这是最常见的解决方案。可去图片懒加载中查看，简略来说，就是通过子项的 offsetTop（偏移高度）与 innerHeight（视窗高度）+ scrollTop（滚动高度）做比照来实现，当偏移高度 < 视窗高度 + 滚动高度时，阐明曾经滚到下方，就可展现图片

在图片懒加载中咱们也提及 IntersectionObserver（穿插观察者）API，以此来解决 scroll 所不具备的成果，即 IntersectionObserver API 是异步的，不随指标元素的滚动同步触发，性能耗费小。当然还能够通过 getBoundingClientRect 来实现，getBoundingClientRect 办法返回元素的大小机器绝对于视窗的地位

PS：所以目前来说有三种办法，在文末 demo 中会附上独自应用这三种解决方案的代码

在这里，因自己实力无限，未破解 getBoundingClientRect 向上滑动时的页面抖动问题，只有 scroll 和 IntersectionObserver 两种解决方案（getBoundingClientRect 办法也放在代码中，但向上滑动会抖动）

先说 scroll 解决方案，简略来说，就是对其传来的数据进行宰割展现，用到 slice 办法，它会返回一个新的数组

咱们假如单个列表高度为 30px，一页展现的列表数量为 const count = Math.ceil(列表高度 / 30)，展现的数据就是 visibleData = data.slice(start, start + count)（start 一开始为 0）

当滚动时，动静批改 start 和 visibleData

import React, {useEffect, useState, useRef} from "react";

const VirtualList = props => {const { data} = props;

  const [start, setStart] = useState(0);
  const [visibleCount, setVisibleCount] = useState(null);
  const [visibleData, setVisibleData] = useState([]);
  const virtualRef = useRef(null);
  const virtualContentRef = useRef(null);

  useEffect(() => {const count = Math.ceil(virtualRef.current.clientHeight / 30);
    setVisibleCount(count);
    setVisibleData(data.slice(start, start + count));
  }, []);

  const onHandleScroll = () => {
    const scrollTop = virtualRef.current.scrollTop;
    const fixedScrollTop = scrollTop - (scrollTop % 30);
    virtualContentRef.current.style.webkitTransform = `translate3d(0, ${fixedScrollTop}px, 0)`;
    setStart(Math.floor(scrollTop / 30));
    setVisibleData(data.slice(start, start + visibleCount));
  };

  return (<div className="virtual-list" ref={virtualRef} onScroll={onHandleScroll}>
      <div
        className="virtual-list-phantom"
        style={{height: data.length * 30 + "px"}}
      ></div>
      <div className="virtual-list-content" ref={virtualContentRef}>
        {visibleData.map(item => (<div className="virtual-list-item" key={item.key}>
            {item.key}
            {item.value}
          </div>
        ))}
      </div>
    </div>
  );
};

export default VirtualList;

注：virtual-list-phantom 会让滚动条看起来很高，集体认为有无都不影响观感

（有 virtual-list-phantom）成果如下：

（无 virtual-list-phantom）成果如下：

这种办法的精华在于设置开始渲染的点和展现的数据，当他滚动时动静批改，然而因为 scroll 会频繁触发，当渲染的数据变多后会有性能问题

通过 IntersectionObserver 的个性，当指标对象中的 entry.isIntersecting 为 true 或者 intersectionRatio > 0（元素与先人元素穿插、可见）时，阐明原本不可见的元素浮现在视图中，示意它向上或向下滑动，咱们动静设置视图中的顶部和底部 id 即可对其判断。当下滑时 entry.traget.id === 'bottom'，咱们批改 start 和 end；同理，当上滑时 entry.traget.id === 'top 时，咱们也一样批改 start 和 end

附上局部代码：

...
const [start, setStart] = useState(0);
const [end, setEnd] = useState(THRESHOLD);
const [observer, setObserver] = useState(null);
const bottomElement = useRef();
const topElement = useRef();
...
const Observer = new IntersectionObserver(callback, options);
const callback = (entries, observer) => {
    entries.forEach(entry => {
        const dataLength = data.length;
        if (entry.isIntersecting && entry.target.id === "bottom") {
            const maxStartIndex = dataLength - 1 - THRESHOLD;
            const maxEndIndex = dataLength - 1;
            const newStart = end - 5 <= maxStartIndex ? end - 5 : maxStartIndex;
            const newEnd = end + 10 <= maxEndIndex ? end + 10 : maxEndIndex;
            setStart(newStart);
            setEnd(newEnd);
        }
        if (entry.isIntersecting && entry.target.id === "top") {
            const newEnd =
                  end === THRESHOLD
            ? THRESHOLD
            : end - 10 > THRESHOLD
            ? end - 10
            : THRESHOLD;
            const newStart = start === 0 ? 0 : start - 10 > 0 ? start - 10 : 0;
            setStart(newStart);
            setEnd(newEnd);
        }
    });
};
const updatedList = data.slice(start, end);
return (<div style={{ position: "relative", textAlign: "center"}}>
      {updatedList.map((item, index) => {const top = height * (index + start) + "px";
        const refVal = getReference(index, index === lastIndex);
        const id = index === 0 ? "top" : index === lastIndex ? "bottom" : "";
        return (
          <div
            className="io-virtual-list-item"
            key={item.key}
            style={{top}}
            ref={refVal}
            id={id}
          >
            {item.key}
          </div>
        );
      })}
    </div>
);
...

成果如下：

举荐用这种办法，IntersectionObserver 是异步 API，性能耗费小，毛病是有些落后浏览器不反对，如公司须要兼容这类用户，需引入 polyfill

不多介绍，一句话解释：最开始不渲染所有数据，只展现视图上可见的数据，当滚动到页面底部时，加载更多数据

实现原理：通过监听父级元素的 scroll 事件，当然也能够通过 IntersectionObserver 或 getBoundingClientRect 等 API 实现

但 scroll 事件会频繁触发，所以须要手写节流；滚动元素内有大量 DOM，容易造成卡顿，倡议应用 IntersectionObserver

因为之前在讲图片懒加载时说过思路，这里就不贴，文末会附上 demo

参考如何高性能的渲染十万条数据 (工夫分片) 所举例子，对于大量数据渲染时，JS 运算并不是性能的瓶颈，性能的瓶颈次要在于渲染阶段。也就是说 JS 执行是很快的，页面卡顿是因为同时渲染大量 DOM 所引起的，可采纳分批渲染的形式来解决

let ul = document.getElementById('container');
// 插入十万条数据
let total = 100000;
// 一次插入 20 条
let once = 20;
// 总页数
let page = total / once
// 每条记录的索引
let index = 0;
// 循环加载数据
function loop(curTotal, curIndex) {if (curTotal <= 0) {return false;}
    // 每页多少条
    let pageCount = Math.min(curTotal, once);
    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)
    }, 0)
}
loop(total, index);

我的了解是，通过递归来渲染 DOM，刚开始能够是 20 个，20 个渲染完后再渲染剩下的，循环如此，将其全副渲染完。又因为浏览器的渲染机制是“宏工作—微工作—GUI 渲染—宏工作 …”。遂第一个 loop 执行后，先等页面渲染完，再执行下一轮的 setTimeout（宏工作）

应用 setTimeout 来做分片会有问题，就是当咱们快递下拉时，会呈现闪屏或白屏景象？

这是因为人眼辨认帧数为 24 帧。当帧数为 24 帧时，间断的画面会造成动画，老一辈的动画片，例如《大闹天空》《哪吒闹海》之类都是一秒里有 24 个画面（24 帧），平滑动画的最佳循环距离就是 1000 / 24，约等于 41.67ms

而电脑显示器的刷新频率为 60 帧，大略相当于每秒重绘 60 次。同理，如果想骗过人眼，平滑动画的最佳循环工夫就是 1000 / 60，约等于 16.7ms

而 setTimeout 的执行工夫并不是确定的，尽管咱们写了 setTimeout(() => {}, 0)，但这是不精确的，依照 H5 标准规定 setTimeout 的第二个参数不能小于 4ms，有余会主动减少

所以当第一个宏工作实现，第一个微工作实现，第一次渲染页面后，4 毫秒后再执行第二个宏工作，这样就导致了理论执行工夫慢了 4 毫秒，当一个周期（宏工作 + 微工作 +GUI 渲染 +4ms）的总和工夫大于 16.7ms，就会呈现掉帧景象，这也是为什么 React 要应用 Fiber 架构的起因

加上各类电子设备的刷新频率不同，也会导致一个周期的总工夫大于 16.7ms

requestAnimationFrame 正是解决这一问题的要害 API，它通知浏览器——你心愿执行一个动画，并且要求浏览器在下次重绘之前调用指定的回调函数更新动画。

因为他是浏览器所提供的原生 API，所以各类电子设备都能应用，依据不同的刷新频率，给于不同的动画执行工夫，就不会引起丢帧景象

...
function loop(curTotal, curIndex) {if (curTotal <= 0) {return false;}
    // 每页多少条
    let pageCount = Math.min(curTotal, once);
    window.requestAnimationFrame(function () {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);

渲染十万条数据有三种解决方案，为虚构列表、懒加载、工夫分片。最优选是虚构列表，DOM 树上只挂载无限的 DOM；懒加载和工夫分片的毛病在于插入大量的 DOM，占内存运行时会造成卡顿

无论是虚构列表还是懒加载，传统的做法是 scroll + 节流，这种做法的劣势是老 API，兼容性刚刚的，毛病是，滑多了还是会引起性能问题，当然 IntersectionObserver 也是一样的，无非是换了个 API 做“元素是否呈现在视图”判断，最好的计划是用 IntersectionObserver（穿插观察器），异步加载、性能耗费小

附上线上 demo 示例：

渲染十万条数据解决方案 - 虚构列表 -scroll
渲染十万条数据解决方案 - 虚构列表 -IntersectionObserver
渲染十万条数据解决方案 - 懒加载 -scroll
渲染十万条数据解决方案 - 懒加载 -getBoundingClientRect
渲染十万条数据解决方案 - 懒加载 -IntersectionObserver
工夫分片 - 一次性所处渲染问题
工夫分片 - 解决方案

懒加载 React 长页面 – 动静渲染组件
字节跳动面试官：请 100 行代码实现有限滚动
「前端进阶」高性能渲染十万条数据 (虚构列表)
如何高性能的渲染十万条数据 (工夫分片)
如何高性能的渲染十万条数据 (虚构列表)

关于javascript:面试题渲染十万条数据解决方案

虚构列表

什么是虚构列表

两种解决思路

scroll 解决方案

IntersectionObserver 解决方案

懒加载

工夫分片

总结

参考资料