一：問題分析
最近秋招開始面試了，在前端崗的面試中遇到這樣的一個情景題，這題目考察的是對前端性能優(yōu)化的理解以及處理大數(shù)據(jù)量時的技術(shù)方案。下面帶友友們來剖一剖，首先我們先來一個小demo來看看一次性渲染十萬條數(shù)據(jù)的效果是怎么樣的，我們在一個HTML頁面中創(chuàng)建一個包含10萬個<li>元素的<ul>列表，并記錄整個過程的時間開銷
<body>
<ul id="container"></ul>
<script>
let ul = document.getElementById("container");
const total = 100000;
let now = Date.now();
for (let i = 0; i < total; i++) {
let li = document.createElement("li")
li.innerHTML = ~~(Math.random() * total)
ul.appendChild(li)
}
console.log('js運行耗時：', Date.now() - now);
setTimeout(() => {
console.log('頁面加載總時長：', Date.now() - now);
})
</script>
</body>
?
可以看到，導致頁面加載緩慢的是頁面渲染速度過慢，js的運行速度還算可以的。以上demo中是暴力渲染，接下來帶友友們了解兩個方法來加快渲染速度，提升用戶體驗感以及頁面渲染效率
二：分批渲染
遞歸渲染函數(shù)：
loop函數(shù)接收兩個參數(shù)：當前還需要渲染的總數(shù)（curTotal）和當前已渲染的數(shù)量（curIndex），計算本次需要渲染的數(shù)量（pageCount），并且不超過剩余的數(shù)量。- 使用
setTimeout來異步執(zhí)行DOM操作，這允許瀏覽器有時間去處理其他任務(wù)（如事件處理、繪制等）。 - 在
setTimeout的回調(diào)函數(shù)中，使用for循環(huán)創(chuàng)建<li>元素，并將其追加到<ul>容器中。 - 如果還有剩余數(shù)據(jù)需要渲染，則繼續(xù)遞歸調(diào)用
loop函數(shù)。
<body>
<ul id="container"></ul>
<script>
let ul = document.getElementById("container");
const total = 100000;
let once = 20 //單次渲染數(shù)
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.innerHTML = curIndex + i + ':' + ~~(Math.random() * total);
ul.appendChild(li);
}
loop(curTotal - pageCount, curIndex + pageCount);
})
}
loop(total, index);
</script>
</body>
瀏覽器的刷新頻率通常是每秒60幀，即大約每16.7毫秒刷新一次，雖然使用setTimeout可以減輕瀏覽器的負擔，但setTimeout默認延遲時間為0，這意味著它會在當前任務(wù)隊列結(jié)束后執(zhí)行，也就是說定時器生效時間并不是固定的。v8引擎的事件循環(huán)機制中，下一個事件不一定要等到16.7ms,但如果v8引擎沒有跟上，在一個或者多個16.7ms后沒有進入到下一個事件中，由于是非阻塞的，就可能造成它的執(zhí)行時間與頁面的刷新時間并不完全同步。這意味著瀏覽器在渲染時可能無法及時更新屏幕，特別是在大量DOM操作的情況下。這可能導致以下問題：
- 閃屏：當瀏覽器試圖渲染大量的DOM元素時，如果DOM操作過于密集，瀏覽器可能無法及時完成渲染，導致用戶看到部分渲染的內(nèi)容，造成屏幕閃爍。
- 白屏：在極端情況下，如果DOM操作過于復雜或耗時，瀏覽器可能無法在短時間內(nèi)完成渲染，導致屏幕呈現(xiàn)為空白狀態(tài)，直到渲染完成。
我們將setTimeout改為requestAnimationFrame，可以很好解決這個不同步的問題，requestAnimationFrame具有以下特性：
- 同步刷新頻率：
requestAnimationFrame 雖然是嵌入到事件循環(huán)機制中的，但它是在渲染階段之前執(zhí)行，而不是像 setTimeout 或 setInterval 那樣在回調(diào)隊列中排隊執(zhí)行，并且requestAnimationFrame會在瀏覽器準備繪制下一幀前調(diào)用提供的回調(diào)函數(shù)，這樣可以確保動畫與屏幕刷新頻率同步。 - 性能優(yōu)化：如果瀏覽器處于后臺或者標簽頁不可見狀態(tài)，
requestAnimationFrame 會自動暫停，從而節(jié)省CPU資源。
解決了以上不同步的問題，還有性能方面的細節(jié)我們也要注意。由于不知道優(yōu)化隊列具體能裝多少條數(shù)據(jù)，并且每循環(huán)一次就要回流重繪一次，因此以上的分批渲染會引起多次回流重繪。為了避免上述問題，可以使用文檔片段（Document Fragment）來構(gòu)建DOM結(jié)構(gòu)。
文檔片段是一個沒有標簽的節(jié)點，可以在內(nèi)存中構(gòu)建完整的DOM結(jié)構(gòu)，然后再一次性插入到文檔中，這樣可以顯著減少頁面的回流次數(shù)。
requestAnimationFrame(() => {
let fragment = document.createDocumentFragment();
for (let i = 0; i < pageCount; i++) {
let li = document.createElement("li");
li.innerHTML = curIndex + i + ':' + ~~(Math.random() * total);
fragment.appendChild(li);
}
ul.appendChild(fragment);
loop(curTotal - pageCount, curIndex + pageCount);
})
三：虛擬列表
虛擬列表通過只渲染當前可視區(qū)域的數(shù)據(jù)，而不是整個數(shù)據(jù)集，從而減少DOM操作和提高了應用性能，虛擬列表的關(guān)鍵在于動態(tài)計算和渲染當前可視區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)，并在用戶滾動時更新這些數(shù)據(jù)。
核心思路
- 計算可視區(qū)的高度以及其中可以放置的數(shù)據(jù)條數(shù)。
- 在用戶滾動頁面時，實時計算出起始下標和結(jié)束下標。
下面用vue項目進行展示，帶友友們實現(xiàn)虛擬列表，主要涉及兩個頁面：App.vue和自定義組件virtualList.vue
3.1: 主組件App.vue
創(chuàng)建一個容器，用于展示虛擬列表組件, 將虛擬列表組件 virtualList 渲染到容器中，并傳遞 listData 屬性。
<template>
<div class="app">
<virtualList :listData="data" />
</div>
</template>
導入 virtualList 組件。初始化 data 數(shù)組，包含 10 萬個對象，每個對象都有 id 和 value 屬性。
<script setup>
import virtualList from './components/virtualList.vue';
const data = []
for (let i = 0; i < 100000; i++) {
data.push({id: i, value: i})
}
</script>
3.2: 自定義組件virtualList.vue
1: 模板部分<div ref="listRef" class="infinite-list-container" @scroll="scrollEvent()">
<div class="infinite-list-phantom" :style="{ height: listHeight + 'px' }"></div>
<div class="infinite-list" :style="{ transform: getTransform }">
<div
class="infinite-list-item"
v-for="item in visibleData"
:key="item.id"
:style="{ height: itemSize + 'px', lineHeight: itemSize + 'px' }"
>
{{ item.value }}
</div>
</div>
</div>
<div ref="listRef" class="infinite-list-container" @scroll="scrollEvent()">
- 創(chuàng)建一個名為
.infinite-list-container 的 <div> 容器。 - 添加
@scroll 事件監(jiān)聽器，當容器滾動時觸發(fā) scrollEvent 函數(shù)。
<div class="infinite-list-phantom" :style="{ height: listHeight + 'px' }"></div>
- 創(chuàng)建一個名為
.infinite-list-phantom 的 <div> 占位符。 - 設(shè)置占位符的高度為
listHeight。
<div class="infinite-list" :style="{ transform: getTransform }">
<div
class="infinite-list-item"
v-for="item in visibleData"
:key="item.id"
:style="{ height: itemSize + 'px', lineHeight: itemSize + 'px' }"
>
{{ item.value }}
</div>
</div>
- 創(chuàng)建一個名為
.infinite-list 的 <div> 實際列表。 - 使用
:style 綁定屬性 transform 為 getTransform 的值。 - 使用
v-for 循環(huán)遍歷 visibleData 數(shù)組，并渲染每個 item。
2: 腳本部分
- 初始化狀態(tài)對象
state，包括可視區(qū)高度、偏移量、起始索引和結(jié)束索引。
- 計算可視區(qū)高度和可顯示的數(shù)據(jù)條數(shù)。
- 通過
slice 方法截取當前可視區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)片段。
- 在滾動事件中實時更新起始索引和結(jié)束索引，從而更新當前可視區(qū)域的數(shù)據(jù)。
- 使用
transform 屬性對列表進行偏移，確保列表隨用戶的滾動而平滑移動。
- 使用絕對定位和變換來控制列表的位置，減少DOM重排和重繪。
- 通過占位符（phantom）來模擬整個列表的高度，確保滾動流暢。?
import { computed, nextTick, onMounted, reactive, ref } from 'vue';
const props = defineProps({
listData: [],
itemSize: {
type: Number,
default: 50
}
})
const state = reactive({
screenHeight: 0,
startOffset: 0,
start: 0,
end: 0
})
// 可視區(qū)顯示的數(shù)據(jù)條數(shù)
const visibleCount = computed(() => {
return state.screenHeight / props.itemSize
})
// 可視區(qū)域顯示的真實數(shù)據(jù)
const visibleData = computed(() => {
return props.listData.slice(state.start, Math.min(state.end, props.listData.length))
})
// 當前列表總高度
const listHeight = computed(() => {
return props.listData.length * props.itemSize
})
// list跟著父容器移動了，現(xiàn)在列表要移動回來
const getTransform = computed(() => {
return `translateY(${state.startOffset}px)`
})
const listRef = ref(null)
onMounted(() => {
state.screenHeight = listRef.value.clientHeight
state.end = state.start + visibleCount.value
})
const scrollEvent = () => {
let scrollTop = listRef.value.scrollTop
state.start = Math.floor(scrollTop / props.itemSize)
state.end = state.start + visibleCount.value
state.startOffset = scrollTop - (scrollTop % props.itemSize)
}
import { computed, nextTick, onMounted, reactive, ref } from 'vue';
const props = defineProps({
listData: [],
itemSize: {
type: Number,
default: 50
}
})
const state = reactive({
screenHeight: 0,
startOffset: 0,
start: 0,
end: 0
})
- 導入必要的Vue Composition API函數(shù)。
- 定義
props 屬性，包含 listData 和 itemSize。 - 使用
reactive 創(chuàng)建響應式狀態(tài)對象 state。
const visibleCount = computed(() => {
return state.screenHeight / props.itemSize
3})
const visibleData = computed(() => {
return props.listData.slice(state.start, Math.min(state.end, props.listData.length))
})
const listHeight = computed(() => {
return props.listData.length * props.itemSize
})
const getTransform = computed(() => {
return `translateY(${state.startOffset}px)`
})
visibleCount 計算可視區(qū)可以顯示的數(shù)據(jù)條數(shù)。visibleData 計算當前可視區(qū)域的實際數(shù)據(jù)。
const listRef = ref(null)
onMounted(() => {
state.screenHeight = listRef.value.clientHeight
state.end = state.start + visibleCount.value
})
- 在
onMounted 生命周期鉤子中初始化 screenHeight 和 end。
const scrollEvent = () => {
let scrollTop = listRef.value.scrollTop
state.start = Math.floor(scrollTop / props.itemSize)
state.end = state.start + visibleCount.value
state.startOffset = scrollTop - (scrollTop % props.itemSize)
}
scrollEvent 函數(shù)在滾動時更新 start、end 和 startOffset。
四：總結(jié)
在前端面試中探討一次性渲染十萬條數(shù)據(jù)的問題時，面試官主要想考察的是，是否理解性能優(yōu)化的重要性，比如通過分頁或無限滾動來減少單次加載的數(shù)據(jù)量，是否掌握虛擬滾動技術(shù)，僅渲染當前可視區(qū)域的內(nèi)容，以及是否了解如何利用虛擬DOM或Web Workers等技術(shù)來提升應用性能，確保良好的用戶體驗。
本文帶友友們實現(xiàn)了前兩種，至于Web Workers之后會單開一篇仔細講講。此外，在面試中遇到這樣的問題，友友們要有 性能意識，最好可以掌握 分頁技術(shù)，懶加載(lazy loading) ， 無限滾動(infinite scrolling) ， 虛擬滾動(virtual scrolling) 。當然，像數(shù)據(jù)壓縮，服務(wù)器端渲染在某些場景下的優(yōu)勢(如SEO),或者利用流式數(shù)據(jù)處理技術(shù)來逐步加載和渲染數(shù)據(jù)，也可以對性能進行優(yōu)化。
本文來源于稀土掘金技術(shù)社區(qū)，作者：midsummer18原文鏈接：https://juejin.cn/post/7414732910240874531
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