前言

移動端網(wǎng)頁的日常開發(fā)中,偶爾會包含一些渲染長列表的場景.比如某旅游網(wǎng)站需要完全展示出全國的城市列表,再有將所有通訊錄的姓名按照A,B,C...首字母依次排序展示.

長列表的數(shù)量一般在幾百條范圍內(nèi)不會出現(xiàn)意外的效果,瀏覽器本身足以支撐.可一旦數(shù)量級達到上千,頁面渲染過程會出現(xiàn)明顯的卡頓.數(shù)量突破上萬甚至十幾萬時,網(wǎng)頁可能直接崩潰了.

為了解決長列表造成的渲染壓力,業(yè)界出現(xiàn)了相應(yīng)的應(yīng)對技術(shù),即長列表的虛擬滾動.

虛擬滾動的本質(zhì),不管頁面如何滑動,HTML 文檔只渲染當(dāng)前屏幕視口展現(xiàn)出來的少量Dom元素.

假設(shè)長列表有10萬條數(shù)據(jù),對用戶而言,他永遠只會看到屏幕展現(xiàn)出的那十幾條數(shù)據(jù).因此頁面滑動時,通過監(jiān)聽滾動事件快速切換視口的數(shù)據(jù),就能高度模擬滾動效果.

虛擬滾動最終只需要渲染少量的Dom元素就能模擬出相似的滾動效果,這讓前端工程師開發(fā)幾萬甚至十幾萬條的長列表都成為了可能.

下圖是手機上實測滑動一張涵蓋全球所有城市的長列表頁面(源代碼貼在了文章結(jié)尾).

滾動原理

為了理解虛擬滾動的實現(xiàn)原理,首先觀察下面圖片.手指向下滑動時,HTML頁面也會隨之向上滾動.
通過圖片標(biāo)記的距離,我們可以得出這樣的結(jié)論.當(dāng)屏幕視口的上邊沿和id為item的div元素上邊沿重合時,item元素距離長列表頂部的距離剛好等于頁面的滾動距離scrollTop(這個結(jié)論會在后面計算距離時用到).

虛擬滾動為了模擬出逼真的滾動效果,首先應(yīng)該滿足以下兩個要求.

• 虛擬滾動列表的滾動條和普通列表保持一致.比如列表包含1000條數(shù)據(jù),當(dāng)瀏覽器使用普通渲染的方式,假設(shè)滾動條需要向下滾動5000px才能貼底.那么應(yīng)用虛擬滾動技術(shù)后,滾動條也應(yīng)該保證具備相同的特征,向下滾動5000px才能貼底.
• 虛擬滾動只會渲染視口以及上下兩側(cè)的部分Dom元素.隨著滾動條往下滑動,視圖的內(nèi)容要實時更新,保證同普通渲染長列表時,看到的內(nèi)容一致.

為了滿足上面的要求,html設(shè)計結(jié)構(gòu)如下.

.wrapper是最外層的容器元素,position設(shè)置成absolute或relative,子元素依據(jù)它做定位.

子元素.background和.list是實現(xiàn)虛擬滾動的關(guān)鍵..background是一個空的div,但它需要設(shè)置高度,高度值等于長列表所有列表項高度相加的總和.另外還要將其設(shè)置成絕對定位,z-index的值置為-1.

.list內(nèi)部負責(zé)動態(tài)渲染視口觀察到的Dom元素,position設(shè)置成absolute.

<template>
  <div class="wrapper">
    <div class="background" :style="{height:`${total_height}px`}"></div>
    <div class="list">
      <div class="line">
        <div class="item lt">BEIJING</div>
        <div class="item gt">北京</div>
      </div>
      <div class="line">
        <div class="item lt">shanghai</div>
        <div class="item gt">上海</div>
      </div>
      <div class="line">
        <div class="item lt">guangzhou</div>
        <div class="item gt">廣州</div>
      </div>
      ... //省略
    </div>
  </div>
</template>
<style lang="scss" scoped>
.wrapper {
  position: absolute;
  left: 0;
  right: 0;
  bottom: 0;
  top: 60px;
  overflow-y: scroll;
  .background {
    position: absolute;
    top: 0;
    left: 0;
    right: 0;
    z-index: -1;
  }
  .list {
    position: absolute;
    top: 0;
    left: 0;
    right: 0;
  }
}
</style>

假如上面代碼total_height等于10000px,頁面運行效果圖如下所示.
由于子元素.background設(shè)置了高度,父元素.wrapper就會被子元素支撐起來,同時會出現(xiàn)滾動條.
如果此時向下滑動,兩個子元素.background和.list會同時向上滾動.當(dāng)滾動距離達到了9324px,滾動條也抵達了底部.
這是因為父元素.wrapper本身高度為676px,加上滑動距離9324px，結(jié)果就剛好等于列表總高度10000px.
通過觀察以上行為可知,.background雖然只是一個空的div，但是通過給它賦予列表的總高度,可以讓右側(cè)的滾動條和普通長列表渲染產(chǎn)生的滾動條保持外觀和行為上一致.

滾動條的問題解決了,但隨著滾動條往下滑,數(shù)據(jù)列表隨之上移,列表全部移出了屏幕之后,接下來的滑動全是白屏.
為了解決白屏問題,視口必須始終展現(xiàn)出滑動的數(shù)據(jù).那么.list元素要根據(jù)滑動的距離動態(tài)更新自身絕對定位的top值,這樣就能確保.list不被劃出屏幕之外.同時還要依據(jù)滑動的距離動態(tài)渲染當(dāng)前視口應(yīng)該展示的數(shù)據(jù).

觀察下面動效圖,右側(cè)Dom結(jié)構(gòu)展示了滑動時的變化.

滾動條往下快速滑動后,列表的Dom元素快速渲染刷新.此時除了.list內(nèi)部的Dom元素不斷的更換,.list元素自身也在不斷修改transform: translate3d(0, ? px ,0)樣式值(修改translate3d能達到和修改top屬性值相似的效果).

經(jīng)過上面的講解,虛擬滾動的實現(xiàn)邏輯已經(jīng)清晰.首先js監(jiān)聽滾動條的滑動事件,再通過滑動距離計算出.list元素要渲染哪些子元素,其次更新.list元素位置.滾動條不斷滑動時,子元素和位置也不斷更新,視口上便模擬出了滾動效果.

實現(xiàn)

開發(fā)的Demo頁面如下圖所示.列表項包含了以下三種結(jié)構(gòu):

• 小型列表項,城市首字母單獨成一行,高度為50px;
• 普通列表項,左側(cè)英文名,右側(cè)中文名,高度為100px;
• 大型列表項,左側(cè)英文名,中間中文名,右側(cè)一張圖片,高度為150px;

列表數(shù)據(jù)city_data的json結(jié)構(gòu)類似如下,type為1代表采用小型列表項的樣式結(jié)構(gòu)渲染,2代表普通列表項,3代表大型列表項.

[{"name":"A","value":"","type":1},{"name":"Al l'Ayn","value":"艾因","type":2},{"name":"Aana","value":"阿納","type":3} ... ]

city_data包含了長列表的所有數(shù)據(jù),city_data獲取后先遍歷調(diào)整每一項的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(代碼如下).

通過以下方法處理,每一個列表項最終都包含一個top和height值.top表示該項距離長列表頂部的長度,而height值指該項的高度.
total_height即整個列表的總高度,最終要賦予上文提及的.background元素.處理完后的數(shù)據(jù)賦予this.list存儲,并記錄下最小列表項的高度this.min_height.

  mounted () {
     function getHeight (type) { // 根據(jù) type 值返回高度
        switch (type) {
          case 1: return 50;
          case 2: return 100;
          case 3: return 150;
          default:
            return "";
        }
      }
      let total_height = 0;
      const list = city_data.map((data, index) => {
        const height = getHeight(data.type);
        const ob = {
          index,
          height,
          top: total_height,
          data
        }
        total_height += height;
        return ob;
      })
      this.total_height = total_height; //  列表總高度
      this.list = list;
      this.min_height = 50; // 最小高度是50
      //屏幕最大能容納的列表項數(shù)量,containerHeight是父容器高度,按照最小高度來計算
      this.maxNum = Math.ceil(containerHeight / this.min_height);
  }

html根據(jù)type值渲染不同的樣式結(jié)構(gòu)(代碼如下).父容器.wrapper綁定一個滑動事件onScroll,列表元素.list內(nèi)部不是遍歷this.list數(shù)組,因為this.list是原始數(shù)據(jù),包含了所有的列表項.

<template>模板里面只需要遍歷視口需要展現(xiàn)的數(shù)據(jù)runList,數(shù)組runList包含的數(shù)據(jù)會隨著滾動事件不斷更新.

<template>
  <div class="wrapper" ref="wrapper" @scroll="onScroll">
    <div class="background" :style="{height:`${total_height}px`}"></div>
    <div class="list" ref="container">
      <div v-for="item in runList" :class="['line',getClass(item.data.type)]" :key="item">
        <div class="item lt">{{item.data.name}}</div>
        <div class="item gt">{{item.data.value}}</div>
        <div v-if="item.data.type == 3" class="img-container">
          <img src="../../assets/default.png" />
        </div>
      </div>
    </div>
  </div>
</template>

滾動事件觸發(fā)onScroll方法(代碼如下),由于滾動條的觸發(fā)頻率非常高,為了減少瀏覽器的計算量,使用requestAnimationFrame函數(shù)做一下節(jié)流.

滾動事件對象e可以獲取當(dāng)前滾動條滑動的距離distance.依據(jù)distance,只要計算出runList的列表數(shù)據(jù)以及修改.list的位置信息就大功告成了.

 onScroll (e) {
      if (this.ticking) {
        return;
      }
      this.ticking = true;
      requestAnimationFrame(() => {
        this.ticking = false;
      })
      const distance = e.target.scrollTop;
      this.distance = distance;
      this.getRunData(distance);
 }

如何根據(jù)滾動距離快速找到屏幕視口下應(yīng)該渲染的首個列表項元素呢?

this.list是長列表的數(shù)據(jù)源,其中每一個列表項都存儲自己距離長列表頂部的距離top以及自身的高度height.
上文提到一個結(jié)論,頁面滾動過程中,如果視口的上邊沿和某個列表項的上邊沿剛好重合時,滑動距離scrollTop剛好等于該列表項距離長列表頂部的距離top.

那么此時如果頁面再往上挪動一點,視口下第一個列表項只顯示了部分,另一部分劃出了屏幕外看不見.這時我們?nèi)匀慌卸ㄒ暱谙碌钠鹗荚厝匀皇窃摿斜眄?除非它繼續(xù)往上移動直至徹底移出屏幕.

那么我們判端視口下渲染的第一個元素的標(biāo)準(zhǔn)便是頁面的滾動距離scrollTop位于該列表項元素的top和top + height之間.

依據(jù)上面原理,可以采用二分法實現(xiàn)快速查詢(代碼如下).

//二分法計算起始索引,scrollTop為滾動距離
getStartIndex (scrollTop) {
      let start = 0, end = this.list.length - 1;
      while (start < end) {
        const mid = Math.floor((start + end) / 2);
        const { top, height } = this.list[mid];
        if (scrollTop >= top && scrollTop < top + height) {
          start = mid;
          break;
        } else if (scrollTop >= top + height) {
          start = mid + 1;
        } else if (scrollTop < top) {
          end = mid - 1;
        }
      }
      return start;
}

二分法計算出了視口下渲染的第一個元素位于this.list數(shù)組中的索引,命名為起始索引start_index.接下來進入核心函數(shù)getRunData(代碼如下).它主要做了以下兩件事.

• 動態(tài)更新runList列表數(shù)據(jù)
• 動態(tài)更新.list長列表元素的的位置

實際開發(fā)中,假設(shè)屏幕高度為1000px,最小的列表項為50px,那么屏幕所能容納的最大列表項數(shù)量this.maxNum為20個.
根據(jù)滑動距離計算出起始索引start_index,再從數(shù)據(jù)源this.list依據(jù)start_index截取20個元素賦予this.runList不就完成數(shù)據(jù)更新了嗎?

this.runList如果只盛放剛好一個屏幕容納的最大數(shù)量,當(dāng)滾動條快速滾動后,界面的渲染速度會跟不上手指滑動速度,底部會有白屏閃爍.

解決此問題的方法可以在HTML文檔上多渲染一點緩沖數(shù)據(jù).比如下面getRunData函數(shù)會渲染能容納三張屏幕高度的列表項數(shù)量,分別對應(yīng)上屏、中屏和下屏.

中屏即當(dāng)前視口對應(yīng)的屏幕,上屏和下屏存放著視口上下兩邊沒有展現(xiàn)的緩沖Dom.首先利用二分法可以查詢到屏幕視口下第一個列表項元素索引start_index,那么上屏和下屏的首個列表項索引也能依據(jù)start_index輕松得出.

 getRunData (distance = null) {

      //滾動距離
      const scrollTop = distance ? distance : this.$refs.container.scrollTop;

      //在哪個范圍內(nèi)不執(zhí)行滾動
      if (this.scroll_scale) {
        if (scrollTop > this.scroll_scale[0] && scrollTop < this.scroll_scale[1]) {
          return;
        }
      }

      //起始索引
      let start_index = this.getStartIndex(scrollTop);
      start_index = start_index < 0 ? 0 : start_index;

      //上屏索引,this.cache_screens默認為1,緩存一個屏幕
      let upper_start_index = start_index - this.maxNum * this.cache_screens;
      upper_start_index = upper_start_index < 0 ? 0 : upper_start_index;

      // 調(diào)整offset
      this.$refs.container.style.transform = `translate3d(0,${this.list[upper_start_index].top}px,0)`;

      //中間屏幕的元素
      const mid_list = this.list.slice(start_index, start_index + this.maxNum);

      // 上屏
      const upper_list = this.list.slice(upper_start_index, start_index);

      // 下屏元素
      let down_start_index = start_index + this.maxNum;

      down_start_index = down_start_index > this.list.length - 1 ? this.list.length : down_start_index;

      this.scroll_scale = [this.list[Math.floor(upper_start_index + this.maxNum / 2)].top, this.list[Math.ceil(start_index + this.maxNum / 2)].top];

      const down_list = this.list.slice(down_start_index, down_start_index + this.maxNum * this.cache_screens);

      this.runList = [...upper_list, ...mid_list, ...down_list];

   }

滾動事件觸發(fā)的頻率很高,作為開發(fā)者而言,我們要盡可能減少瀏覽器的計算量.因此組件內(nèi)可以緩存一個滾動范圍,即數(shù)組this.scroll_scale(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類似于[5000,5675]),滑動距離處于該范圍下,瀏覽器不用更新列表數(shù)據(jù).

滾動距離scrollTop一旦處于滾動范圍內(nèi),getRunData函數(shù)不做任何操作,手指滑動時就利用默認的滾動行為,讓.list元素隨著手指上下移動.

假設(shè)滾動方向向下,當(dāng)scrollTop跑出了滾動范圍后,滑動視口.wrapper的上邊沿和下一個列表項上邊沿重合的一瞬間,getRunData函數(shù)先計算出起始索引start_index,再通過start_index得到上屏第一個元素索引upper_start_index.

由于之前組件掛載時每個列表項都緩存了自己距離長列表頂部的距離,因此通過this.list[upper_start_index].top就能拿到.list元素應(yīng)該被賦予的位置信息.然后重新計算出新的列表數(shù)據(jù)runList渲染頁面,并緩存新狀態(tài)下的滾動范圍.

至此虛擬滾動通過以上幾步操作就實現(xiàn)了.上面介紹的實踐方法雖然用起來很簡單,但前提需要設(shè)計師規(guī)劃設(shè)計稿時將不同樣式列表項的高度率先定義.

如果列表項的高度需要根據(jù)里面內(nèi)容自然撐開,無法做到在頁面設(shè)計時定死,可以閱讀下面的參考文章實現(xiàn).
雖然列表項高度自適應(yīng)情形下實現(xiàn)的虛擬滾動聽上去很誘人,但是它需要增加額外的處理步驟以及面對新的問題(比如列表項包含異步加載的圖片時,高度計算會變的困難),另外還會大大增加瀏覽器的計算量.因此設(shè)計稿的列表項是否需要定義高度可依據(jù)具體場景而定.

源代碼

源代碼

參考

高性能渲染十萬條數(shù)據(jù)
新手也能看懂的虛擬滾動實現(xiàn)方法
淺說虛擬列表的實現(xiàn)原理

到此這篇關(guān)于vue輕松實現(xiàn)虛擬滾動的示例代碼的文章就介紹到這了,更多相關(guān)vue 虛擬滾動內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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