这里给大家分享我在网上总结出来的一些知识,希望对大家有所帮助
1. 介绍
什么是虚拟滚动
?虚拟滚动
就是通过js控制大列表中的dom创建与销毁,只创建可视区域dom
,非可视区域的dom
不创建。这样在渲染大列表中的数据时,只创建少数的dom,提高性能。
2. 分类
在虚拟滚动技术中,虚拟滚动可以分为定高虚拟滚动
和非定高虚拟滚动
。定高指的是每一个列表元素都是高度固定的,非定高指的是每一个列表元素的高度是动态变化的。定高虚拟滚动的实现比较容易,而且性能高;非定高虚拟滚动的失效稍微复杂,而且性能比定高虚拟滚动要差一些。无论是定高虚拟滚动还是非定高虚拟滚动,都是虚拟滚动技术的分类,对于大数据渲染都有很大的性能提升
。
下面我们逐步分析两种虚拟滚动技术的实现,并且封装成常用的组件。选用技术栈是vue,改成react或angular也是十分方便的。
3. 定高虚拟滚动
3.1 封装思路
虚拟滚动的结构如下图:
虚拟滚动由图三部分组成,渲染容器container
,渲染数据list
和撑开滚动条的容器clientHeightRef
。渲染容器就是我们需要渲染的区域,渲染数据就是可视区域的数据,撑开滚动条的容器代表所有数据渲染出来后的高度。
由于我们只渲染可视区域的数据,那么渲染容器的滚动条高度是不正确的,需要撑开滚动条的容器来撑开实际的高度
。
html结构如下:
<div class="virtual-list"> <!-- 这里是用于撑开高度,出现滚动条用 --> <div class="list-view-phantom" ref="clientHeightRef" :style="{ height: list.length*itemHeight + 'px' }"></div> <ul v-if="list.length > 0" class="option-warp" ref="contentRef"> <li :style="{ height: itemHeight + 'px' }" class="option" v-for="(item, index) in virtualRenderData" :key="index" > {{item}} </li> </ul> </div>
每一条数据的高度是this.itemHeight=10
,渲染容器的高度是this.containerHeight=300
,那么一屏需要渲染的数据是count=Math.ceil(this.containerHeight / this.itemHeight)
。
假设我们我们的需要的数据list如下:
const list = [ {id:1,name:1}, {id:2,name:3}, .... ]
那么撑开滚动条的容器的高度是this.list.length*this.itemHeight
。
我们给渲染容器加一个监听滚动的事件,主要是获取当前滚动的scrollTop
,用来更新渲染可视区域的数据。如下,我们封装一个更新渲染可视区域的数据函数:
const update = function(scrollTop = 0){ this.$nextTick(() => { // 获取当前可展示数量 const count = Math.ceil(this.containerHeight / this.itemHeight) const start = Math.floor(scrollTop / this.itemHeight) // 取得可见区域的结束数据索引 const end = start + count // 计算出可见区域对应的数据,让 Vue.js 更新 this.virtualRenderData = this.list.slice(start, end) }) }
当滚动条滚动的时候,我们需要从list
中截取当前渲染容器刚刚好可以渲染的数据,达到像真的滚动的了一样。上面的滚动函数虽然已经更新了渲染可视区域的数据,但是当我们滚动的时候会发现内容块被滚动到了上面,再次滚动的时候直接就不见了。这是由于滚动条是由撑开滚动条的容器撑开的,渲染的内容高度只有容器的高度,所以它只会在顶部出现,滚动的时候自然就不会动,效果如下:
所以当我们滚动滚动的时候,还需要将渲染内容往对应的方向偏移
。比如偏移的y方向距离就是scrollTop的距离,
this.$refs.contentRef.style.webkitTransform = `translate3d(0, ${scrollTop * this.itemHeight}px, 0)`
这样就能达到滚动的时候,渲染内容始终保持在渲染容器的顶部,好像真的随着滚动条滚动而滚动。
但是实际上这样的效果是不好的,因为我们更新的颗粒度
是按每一条数据来分的,而不是按scrollTop
来进行的,所以渲染内容的偏移量也需要按照每一条数据的颗粒度
来进行更新,代码如下:
const update = function(scrollTop = 0){ this.$nextTick(() => { // 获取当前可展示数量 const count = Math.ceil(this.containerHeight / this.itemHeight) const start = Math.floor(scrollTop / this.itemHeight) // 取得可见区域的结束数据索引 const end = start + count // 计算出可见区域对应的数据,让 Vue.js 更新 this.virtualRenderData = this.list.slice(start, end) + this.$refs.contentRef.style.webkitTransform = `translate3d(0, ${start * this.itemHeight}px, 0)` }) }
上面的代码基本可以满足基本的使用,但是当我们滚动比较快的时候,渲染区域底部会出现瞬间留白,是因为dom没有及时的渲染,原因是我们只渲染刚刚好一屏的数据。
为了减少留白的出现,我们应该预渲染几条数据bufferCount
,增加渲染缓存区间
:
const update = function(scrollTop = 0){ this.$nextTick(() => { // 获取当前可展示数量 const count = Math.ceil(this.containerHeight / this.itemHeight) const start = Math.floor(scrollTop / this.itemHeight) // 取得可见区域的结束数据索引 + const end = start + count + bufferCount // 计算出可见区域对应的数据,让 Vue.js 更新 this.virtualRenderData = this.list.slice(start, end) this.$refs.contentRef.style.webkitTransform = `translate3d(0, ${start * this.itemHeight}px, 0)` }) }
3.2 完整代码和演示地址
定高虚拟滚动演示地址:atdow.github.io/learning-co…
定高虚拟滚动代码地址:github.com/atdow/learn…
4. 非定高虚拟滚动
4.1 封装思路
看了上面的定高虚拟滚动,我们对虚拟滚动技术已经有了基本的了解。对于非定高虚拟滚动
,需要解决的最大问题就是每一条需要渲染的数据的高度是不确定
,这样我们就很难确定一屏需要渲染多少条数据。
为了确定一屏需要渲染多少条数据,我们需要假设每条需要渲染数据的高度为一个假设值estimatedItemHeight=40
,定义一个用于存储每一条渲染数据高度的数组itemHeightCache=[]
,定义一个用于存储每一条渲染数据距离顶部距离的数组itemTopCache=[]
(用于提升性能用,后面会做解释),以及定义撑开滚动条滚动容器高度的变量scrollBarHeight
。
假设我们我们的需要的数据list如下:
const list = [ {id:1,name:1}, {id:2,name:3}, .... ]
我们先初始化itemHeightCache、itemTopCache和scrollBarHeight
:
const estimatedTotalHeight = this.list.reduce((pre, current, index) => { // 给每一项一个虚拟高度 this.itemHeightCache[index] = { isEstimated: true, height: this.estimatedItemHeight } // 给每一项距顶部的虚拟高度 this.itemTopCache[index] = index === 0 ? 0 : this.itemTopCache[index - 1] + this.estimatedItemHeight return pre + this.estimatedItemHeight }, 0) // 列表总高 this.scrollBarHeight = estimatedTotalHeight
有了上面的初始化数据,我们就可以进行第一次假设渲染
了:
// 更新数据函数 const update = function() { const startIndex = this.getStartIndex() // 如果是奇数开始,就取其前一位偶数 if (startIndex % 2 !== 0) { this.startIndex = startIndex - 1 } else { this.startIndex = startIndex } this.endIndex = this.getEndIndex() this.visibleList = this.list.slice(this.startIndex, this.endIndex) // 移动渲染区域 if (this.$refs.contentRef) { this.$refs.contentRef.style.webkitTransform = `translate3d(0, ${this.itemTopCache[this.startIndex]}px, 0)` } } // 获取开始索引 cont getStartIndex = function() { const scrollTop = this.scrollTop // 每一项距顶部的距离 const arr = this.itemTopCache let index = -1 let left = 0, right = arr.length - 1, mid = Math.floor((left + right) / 2) // 判断 有可循环项时进入 while (right - left > 1) { /* 二分法:拿每一次获得到的 距顶部距离 scrollTop 同 获得到的模拟每个列表据顶部的距离作比较。 arr[mid] 为虚拟列高度的中间项 不断while 循环,利用二分之一将数组分割,减小搜索范围 直到最终定位到 目标index 值 */ // 目标数在左侧 if (scrollTop < arr[mid]) { right = mid mid = Math.floor((left + right) / 2) } else if (scrollTop > arr[mid]) { // 目标数在右侧 left = mid mid = Math.floor((left + right) / 2) } else { index = mid return index } } index = left return index } // 获取结束索引 const getEndIndex = function() { const clientHeight = this.$refs.scrollbarRef?.clientHeight //渲染容器高度 let itemHeightTotal = 0 let endIndex = 0 for (let i = this.startIndex; i < this.dataList.length; i++) { if (itemHeightTotal < clientHeight) { itemHeightTotal += this.itemHeightCache[i].height endIndex = i } else { break } } endIndex = endIndex return endIndex }
update函数
是用来更新需要渲染的数据的,核心逻辑就是获取截取数据的开始索引getStartIndex
和结束索引getEndIndex
以及移动被渲染数据容器
。
当滚动条滚动的时候,我们就将scrollTop
存起来,这个时候从itemTopCache
中获取距离scrollTop
最近的索引,就是我们需要截取数据的开始索引。因为itemTopCache
存储的就是每一条数据距离顶部的距离,所以直接取就行了,这也是为什么我们要先存储itemTopCache
。因为滚动的时候,我们都要从itemTopCache
中使用二分法查找,不然就得从itemHeightCache
中从头到尾一个一个遍历去对比查找,在数据量大的时候容易造成卡顿。
getEndIndex
核心就是从itemHeightCache
(存储每一条渲染数据高度的数组)中一条一条拿数据,从startIndex
开始拿,一直拿到刚好填满渲染容器高度即可,就可以得到我们的截取数据的最后索引 (实际上这样是不够完美的,后面继续讲解)。
移动被渲染数据容器的技巧和上面定高虚拟滚动类似,这里不做太多解释。
在初始化完itemHeightCache、itemTopCache和scrollBarHeight
后,我们就可以手动调一次update
函数进行第一次渲染了(this.update()),使用的都是预设的假定值。
在说更新之前,我们需要先定义一下子组件,也就是每一条被渲染数据的容器。这样当数据被更新渲染之后(需要通知暴露index
和height
参数),就可以得到真实的dom的高度
,通知我们去更新itemHeightCache、itemTopCache和scrollBarHeight
,更新逻辑如下:
const updateItemHeight = function({ index, height }) { // 每次创建的时候都会抛出事件,因为没有处理异步的情况,所以必须每次高度变化都需要更新 // dom元素加载后得到实际高度 重新赋值回去 this.itemHeightCache[index] = { isEstimated: false, height: height } // 重新确定列表的实际总高度 this.scrollBarHeight = this.itemHeightCache.reduce((pre, current) => { return pre + current.height }, 0) // 更新itemTopCache const newItemTopCache = [0] for (let i = 1, l = this.itemHeightCache.length; i < l; i++) { // 虚拟每项距顶部高度 + 实际每项高度 newItemTopCache[i] = this.itemTopCache[i - 1] + this.itemHeightCache[i - 1].height } // 获得每一项距顶部的实际高度 this.itemTopCache = newItemTopCache }
dom更新完之后,初始化预定值计算出来需要的渲染数据就真的被渲染了,我们这个时候就可以再次调用update
函数再次更新数据,自动更新弥补到渲染真实一屏需要渲染的数据了。
const updateItemHeight = function({ index, height }) { // 每次创建的时候都会抛出事件,因为没有处理异步的情况,所以必须每次高度变化都需要更新 // dom元素加载后得到实际高度 重新赋值回去 this.itemHeightCache[index] = { isEstimated: false, height: height } // 重新确定列表的实际总高度 this.scrollBarHeight = this.itemHeightCache.reduce((pre, current) => { return pre + current.height }, 0) // 更新itemTopCache const newItemTopCache = [0] for (let i = 1, l = this.itemHeightCache.length; i < l; i++) { // 虚拟每项距顶部高度 + 实际每项高度 newItemTopCache[i] = this.itemTopCache[i - 1] + this.itemHeightCache[i - 1].height } // 获得每一项距顶部的实际高度 this.itemTopCache = newItemTopCache + this.update() // 自动更新 }
当滚动的时候,存储scrollTop
,手动调用update
函数,将会自动更新,整个过程如下:
html结构如下:
<div class="virtual-list-dynamic-height" ref="scrollbarRef" @scroll="onScroll"> <div class="list-view-phantom" :style="{ height: scrollBarHeight + 'px' }"></div> <!-- 列表总高 --> <ul ref="contentRef"> <Item v-for="item in visibleList" :data="item.data" :index="item.index" :key="item.index" @update-height="updateItemHeight" > {{item}} </Item> </ul> </div>
跟定高虚拟滚动不同点就是,需要定义子组件,同时传递给子组件index
索引。visibleList
需要定义为[{index:xxx,data:xxx}]
的数据格式,将index
给储存起来,这样在子组件更新的时候才能获取到index
。
4.2 调优
在上面的代码中,基本可以实现基础的非定高虚拟滚动了,但是还是无法应对复杂的情况。
我们举一个极端的例子:当一条数据的真实高度是200
,其他数据的真实高度高度是10
,渲染容器的高度是300
。在第一次假设渲染并且更新后我们的itemHeightCache、itemTopCache和scrollBarHeight
后,我们将会得到这样的结果。渲染容器中渲染的是数据是第一条数据和剩下的9
条数据,刚刚好渲染一屏数据,这样是没有任何问题的。
当滚动条滚动的时候,我们滚动了20px
的距离,获取到的startIndex
应该是0
,因为距离顶部最近的数据是第一条数据,这个就会造成下部空白20px
的区域。当滚动了80px
的时候,获取到的startIndex
也是0
,原理同上,下部造成了空白区域将会是恐怖的80px
。
为了解决空白局域,靠缓冲渲染bufferCount
是不够的,就算bufferCount
给了4
,多四条数据也无法填充满空白区域。调大bufferCount
容易造成性能问题,也不能确定bufferCount
到底给多少才能合适。所以需要调整getEndIndex
的逻辑,不再是从startIndex
获取到刚好填充满渲染区域,而是从startIndex
获取到刚好填充满渲染区域+statIndex的高度
。这样无论startIndex的高度
是多少,我们都能填充满整个渲染容器,因为空白区域最大高度就是startIndex的高度
。同时我们在endIndex
上加上bufferCount
,就可以达到完美的效果。
// 获取结束索引 const getEndIndex = function() { + const whiteHeight = this.scrollTop - this.itemTopCache[this.startIndex] // 出现留白的高度 const clientHeight = this.$refs.scrollbarRef?.clientHeight //渲染容器高度 let itemHeightTotal = 0 let endIndex = 0 for (let i = this.startIndex; i < this.dataList.length; i++) { + if (itemHeightTotal < clientHeight+whiteHeight) { itemHeightTotal += this.itemHeightCache[i].height endIndex = i } else { break } } + endIndex = endIndex + bufferCount return endIndex }
3.3 完整代码和演示地址
非定高虚拟滚动演示地址:atdow.github.io/learning-co…
非定高虚拟滚动代码地址:github.com/atdow/learn…
4 总结
有了非定高虚拟滚动组件,不就是可以应对各种情况了,为什么还需要做定高虚拟滚动组件?
在上面的封装思路中,我们能清晰知道非定高虚拟滚动组件是用假定值进行渲染的,在真实渲染过后才会弥补更新,而定高虚拟滚动所有东西都是确定的。所以定高虚拟滚动的优势就是比非定高虚拟滚动性能高,缺点就是只能应对每一条渲染数据是固定的情况。
定高虚拟滚动:
- 优点:性能比非定高虚拟滚动高
- 缺点:只能应用于每一条渲染数据高度是固定的场景
非定高虚拟滚动:
- 优点:性能比定高虚拟滚动低
- 缺点:能应用于每一条渲染数据高度是动态的场景