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(dá)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(shí),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(yuǎn)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(shí),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(jī)上實(shí)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(shí)現(xiàn)原理,首先觀察下面圖片.手指向下滑動時(shí),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(shí),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(gè)結(jié)論會在后面計(jì)算距離時(shí)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(gè)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(shí)時(shí)更新,保證同普通渲染長列表時(shí),看到的內(nèi)容一致.

為了滿足上面的要求,html設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)虛擬滾動的關(guān)鍵..background是一個(gè)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(xiàng)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(fù)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(yùn)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(shí)會出現(xiàn)滾動條.
如果此時(shí)向下滑動,兩個(gè)子元素.background和.list會同時(shí)向上滾動.當(dāng)滾動距離達(dá)到了9324px,滾動條也抵達(dá)了底部.
這是因?yàn)楦冈?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(gè)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(shí)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(shí)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(shí)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(dá)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(shí)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(jì)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(shí),子元素和位置也不斷更新,視口上便模擬出了滾動效果.

實(shí)現(xiàn)

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

• 小型列表項(xiàng),城市首字母單獨(dú)成一行,高度為50px;
• 普通列表項(xiàng),左側(cè)英文名,右側(cè)中文名,高度為100px;
• 大型列表項(xiàng),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(xiàng)的樣式結(jié)構(gòu)渲染,2代表普通列表項(xiàng),3代表大型列表項(xiàng).

[{"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(xiàng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(代碼如下).

通過以下方法處理,每一個(gè)列表項(xiàng)最終都包含一個(gè)top和height值.top表示該項(xiàng)距離長列表頂部的長度,而height值指該項(xiàng)的高度.
total_height即整個(gè)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(xiàng)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(xiàng)數(shù)量,containerHeight是父容器高度,按照最小高度來計(jì)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(gè)滑動事件onScroll,列表元素.list內(nèi)部不是遍歷this.list數(shù)組,因?yàn)閠his.list是原始數(shù)據(jù),包含了所有的列表項(xiàng).

<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(jì)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(jì)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(gè)列表項(xiàng)元素呢?

this.list是長列表的數(shù)據(jù)源,其中每一個(gè)列表項(xiàng)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(gè)結(jié)論,頁面滾動過程中,如果視口的上邊沿和某個(gè)列表項(xiàng)的上邊沿剛好重合時(shí),滑動距離scrollTop剛好等于該列表項(xiàng)距離長列表頂部的距離top.

那么此時(shí)如果頁面再往上挪動一點(diǎn),視口下第一個(gè)列表項(xiàng)只顯示了部分,另一部分劃出了屏幕外看不見.這時(shí)我們?nèi)匀慌卸ㄒ暱谙碌钠鹗荚厝匀皇窃摿斜眄?xiàng),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(gè)元素的標(biāo)準(zhǔn)便是頁面的滾動距離scrollTop位于該列表項(xiàng)元素的top和top + height之間.

依據(jù)上面原理,可以采用二分法實(shí)現(xiàn)快速查詢(代碼如下).

//二分法計(jì)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(jì)算出了視口下渲染的第一個(gè)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(jìn)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(shí)際開發(fā)中,假設(shè)屏幕高度為1000px,最小的列表項(xiàng)為50px,那么屏幕所能容納的最大列表項(xiàng)數(shù)量this.maxNum為20個(gè).
根據(jù)滑動距離計(jì)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(gè)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(gè)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(diǎn)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(xiàng)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(gè)列表項(xiàng)元素索引start_index,那么上屏和下屏的首個(gè)列表項(xiàng)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(gè)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(rèn)為1,緩存一個(gè)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(jì)算量.因此組件內(nèi)可以緩存一個(gè)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(shí)就利用默認(rèn)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(gè)列表項(xiàng)上邊沿重合的一瞬間,getRunData函數(shù)先計(jì)算出起始索引start_index,再通過start_index得到上屏第一個(gè)元素索引upper_start_index.

由于之前組件掛載時(shí)每個(gè)列表項(xiàng)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(jì)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(shí)現(xiàn)了.上面介紹的實(shí)踐方法雖然用起來很簡單,但前提需要設(shè)計(jì)師規(guī)劃設(shè)計(jì)稿時(shí)將不同樣式列表項(xiàng)的高度率先定義.

如果列表項(xiàng)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(jì)時(shí)定死,可以閱讀下面的參考文章實(shí)現(xiàn).
雖然列表項(xiàng)高度自適應(yīng)情形下實(shí)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(xiàng)包含異步加載的圖片時(shí),高度計(jì)算會變的困難),另外還會大大增加瀏覽器的計(jì)算量.因此設(shè)計(jì)稿的列表項(xiàng)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(shí)現(xiàn)方法
淺說虛擬列表的實(shí)現(xiàn)原理

到此這篇關(guān)于vue輕松實(shí)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！