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张裕 发表于 2024-9-22 00:57:51

深度剖析：前端怎样驾驭海量数据，实现流畅渲染的多种途径

处置惩罚大量数据的渲染对于前端开辟来说是一项寻衅，但也是提拔网页性能和用户体验的重要环节。要有效办理这一问题，可以采用虚拟滚动（Virtual Scrolling）、分批渲染（Incremental Rendering）、利用Web Workers处置惩罚数据、利用前端分页（Pagination）、借助服务端渲染（SSR）来优化大量数据的处置惩罚。其中，虚拟滚动是一种非常有效的技能，它通过只渲染用户可见的列表项来极大减少DOM操作和提高性能。这种方式不但提拔了滚动的流畅度，也减轻了浏览器的负担，尤实在用于长列表数据的展示。
一、分批渲染

分批渲染或称增量渲染，是指将数据分成若干批次进行处置惩罚和渲染，每次只处置惩罚一小部分数据，通过逐步完成整体渲染的方式，制止了一次性处置惩罚大量数据造成的卡顿征象。
实现分批渲染通常可以通过requestAnimationFrame()或setTimeout()等异步API分配任务，确保在每个渲染帧中只处置惩罚足够少的数据，制止阻塞主线程。
1、setTimeout定时器分批渲染

//发送请求
onMounted(() => {
    getData()
})

//获取数据
const getData = () => {
    fetch('http://124.223.69.156:3300/bigData')
      .then(res => res.json())
      .then(data => {
            let newData = chunksData(data.data)
            console.log(newData);
      })
      .catch(err => console.log(err));
}

//数据分页
const chunksData = (arr) => {
    let chunkSize = 10;
    let chunks = [];
    for (let i = 0; i < arr.length; i += chunkSize) {
      chunks.push(arr.slice(i, i + chunkSize));
    }
    return chunks
}

//setTimeout分页渲染
for (let i = 0; i < newData.length; i++) {
   setTimeout(() => {
          tableData.push(...newData)
   }, 100*i)
}
2、利用requestAnimationFrame()改进渲染

2.1、什么是requestAnimationFrame

requestAnimationFrame是浏览器用于定时循环操作的一个API,通常用于动画和游戏开辟。它会把每一帧中的全部DOM操作集中起来,在重绘之前一次性更新,并且关联到浏览器的重绘操作。
2.2、为什么利用requestAnimationFrame而不是setTimeout或setInterval

与setTimeout或setInterval相比,requestAnimationFrame具有以下上风:


[*]通过系统时间间隔来调用回调函数，无需担心系统负载和阻塞问题，系统会自动调整回调频率。
[*]由浏览器内部进行调度和优化，性能更高，消耗的CPU和GPU资源更少。
[*]制止帧丢失征象，确保回调连续执行，实现更流畅的动画结果。
[*]自动合并多个回调，制止不必要的开销。
[*]与浏览器的刷新同步，不会在浏览器页面不可见时执行回调。
2.3、requestAnimationFrame的上风和实用场景

requestAnimationFrame最实用于必要连续高频执行的动画,如游戏开辟,数据可视化动画等。它与浏览器刷新周期保持划一,不会因为间隔时间不均匀而导致动画卡顿。
const renderData = (page) => {
   if(page >= newData.length) return
   requestAnimationFrame(() => {
            tableData.push(...newData)
            page++
            renderData(page)
   })
}

renderData(0)
二、滚动触底加载数据

前端分页是处置惩罚大量数据渲染的另一种常见策略，它通过每次只向用户展示一部分数据，让用户通过分页控件浏览完备的数据集。
实现前端分页起首必要从后端一次性获取完备数据，然后根据设定的每页数据量在前端进行切分，每次仅加载和渲染当前页的数据。这种方式减轻了单次渲染的负担，但增长了数据管理的复杂性。
//发送请求
onMounted(() => {
    getData()
})

//获取数据
const getData = () => {
    fetch('http://124.223.69.156:3300/bigData')
      .then(res => res.json())
      .then(data => {
            let newData = chunksData(data.data)
            //保存所有数据
            totalData.push(newData)
            //渲染第一页面数据
            renderData()
      })
      .catch(err => console.log(err));
}

//数据分页
const chunksData = (arr) => {
    let chunkSize = 10;
    let chunks = [];
    for (let i = 0; i < arr.length; i += chunkSize) {
      chunks.push(arr.slice(i, i + chunkSize));
    }
    return chunks
}

//渲染数据
const renderData = () => {
   if(totalData.length == 0) return
   //添加第一页数据
   tableData.push(...totalData)
   //删除第一页数据
   totalData.shift()
}
监听滚动事件，触底触底时触发renderData事件，继承加载下一页数据。
三、Element-Plus虚拟化表格

Element Plus 提供 的Virtualized Table 虚拟化表格
在前端开辟领域，表格一直都是一个高频出现的组件，尤其是在中背景和数据分析场景。 但是，对于 Table V1来说，当一屏里超过 1000 条数据记录时，就会出现卡顿等性能问题，体验不是很好。
通过虚拟化表格组件，超大数据渲染将不再是一个头疼的问题。
即使虚拟化的表格是高效的，但是当数据负载过大时，网络和内存容量也会成为您应用程序的瓶颈。
因此请牢记，虚拟化表格永远不是最完美的办理方案，请考虑数据分页、过滤器等优化方案。
<template>
    <div style="width: 100%;height: 100%">
      <el-auto-resizer>
            <template #default="{ height, width }">
                <el-table-v2 :columns="columns" :data="tableData" :width="width" :height="height" fixed />
            </template>
      </el-auto-resizer>
   </div>
</template>

<script setup>
import { onMounted, reactive } from 'vue';
const tableData = reactive([])
const columns = [{
    key: 'id',
    dataKey: 'id',
    title: 'ID',
    width: 140
},
{
    key: 'name',
    dataKey: 'name',
    title: 'Name',
    width: 140,
},
{
    key: 'value',
    dataKey: 'value',
    title: 'Value',
    width: 140,
}]

//获取数据
onMounted(() => {
    getData()
})

const getData = () => {
    fetch('http://124.223.69.156:3300/bigData')
      .then(res => res.json())
      .then(data => {
            tableData.push(...data.data)
      })
      .catch(err => console.log(err));
}
</script>
四、自界说虚拟滚动列表

虚拟滚动是通过仅渲染用户当前可视地区内的元素，当用户滚动时动态加载和卸载数据，从而实现长列表的高效渲染。这种方法能显著减少页面初始化时的渲染负担，加快首次渲染速率。
虚拟滚动实现的核心在于计算哪些数据应当被渲染在屏幕上。这涉及到监听滚动事件，根据滚动位置计算当前可视范围内的数据索引，然后仅渲染这部分数据。还必要处置惩罚好滚动条的位置和巨细，确保用户体验的划一性。
1、视图结构



[*]viewport：可视地区的容器
[*]list-area：列表项的渲染地区
<div class="viewport" ref="viewport">
    <div class="list-area">
      <!-- item-1 -->
      <!-- item-2 -->
      <!-- item-n -->
    </div>
</div>
2、基本思路

虚拟列表的核心思路是 处置惩罚用户滚动时可视地区数据的显示 和 可视区外数据的隐藏，这里为了方便阐明，引入以下相干变量：


[*]totalList ：总列表数据
[*]startIndex ：可视地区的开始索引
[*]endIndex ：可视地区的结束索引
[*]paddingTop ：可视地区的上内边距
[*]paddingBottom ：可视地区的下内边距
当用户滚动列表时：


[*]计算可视地区的 开始索引 和 结束索引
[*]根据 开始索引 和 结束索引 渲染数据
[*]计算 可视地区的上内边距 和下内边距 显示滚动条位置
3、具体计算

先假定可视区的高度固定为600px，每个列表项的高度固定为60px，则我们可设置和推导出：


[*]可视区高度： viewportHeight = 600
[*]列表项高度： itemSize = 60
[*]可视区开始索引： startIndex = 0
[*]可视区结束索引 ：endIndex = startIndex + viewportHeight / itemSize
当用户滚动时，逻辑处置惩罚如下：


[*]获取可视区滚动距离 scrollTop;
[*]根据 滚动距离 scrollTop 和 单个列表项高度 itemSize 计算出 开始索引 startIndex = Math.floor(scrollTop / itemSize);
[*]可视地区的上内边距 paddingTop = scrollTop;
[*]可视地区的上内边距 paddingBottom = totalList * itemSize - viewportHeight - scrollTop;
[*]只显示 开始索引 和 结束索引 之间的列表项;
4、实现代码

<template>
    <div class="viewport" ref="viewport">
      <div class="list-area" :style="styleObject">
            <div v-for="(item, index) in scrollList" :key="index" class="item">index:{{ index }}id:{{ item.id }}name:{{
                item.name }}</div>
      </div>
    </div>
</template>
<script setup>
import { onMounted, reactive, ref, computed, onBeforeUnmount } from 'vue';
//总列表的数据
const totalList = reactive([])
//可视区域的开始索引
let startIndex = ref(0)
// 假设每个列表项的高度是60px
let itemSize = ref(60)
//可视区域的上内边距
let paddingTop = ref(0)
//可视区域的下内边距
let paddingBottom = ref(0)
//容器的高度
let viewportHeight = ref(600)
//容器
const viewport = ref(null)

// 计算可视区域的列表数据
const scrollList = computed(() => {
    return totalList.slice(startIndex.value, endIndex.value);
})

// 计算可视区域的高度和内边距
const styleObject = computed(() => {
    return {
      paddingTop: `${paddingTop.value}px`,
      paddingBottom: `${paddingBottom.value}px`,
      height: `${viewportHeight.value}px`
    }
})

// 计算可视区域的结束索引
const endIndex = computed(() => {
    return Math.min(totalList.length, startIndex.value + Math.ceil(viewportHeight.value / itemSize.value));
})

//发送请求获取数据
onMounted(() => {
    getData()
})

//获取数据
const getData = () => {
    fetch('http://124.223.69.156:3300/bigData')
      .then(res => res.json())
      .then(data => {
            let newArr = data.data
            totalList.push(...newArr)
            initScrollListener()
      })
      .catch(err => console.log(err));
}

// 监听可视区域滚动事件
const initScrollListener = () => {
    scrollListener()
    viewport.value.addEventListener('scroll', scrollListener);
}

// 计算可视区域的内边距
const scrollListener = () => {
    // 计算可视区域滚动距离
    const scrollTop = viewport.value.scrollTop;
    // 计算可视区域的开始索引
    startIndex.value = Math.max(0, Math.floor(scrollTop / itemSize.value));
    // 计算可视区域的上内边距
    paddingTop.value = scrollTop;
    // 如果是最后一页，则不需要额外的底部填充
    if (endIndex.value >= totalList.length) {
      paddingBottom.value = 0;
    } else {
      // 计算可视区域的下内边距
      paddingBottom.value = totalList.length * itemSize.value - viewportHeight.value - scrollTop;
    }
}

// 移除可视区域滚动事件
onBeforeUnmount(() => {
    removeScrollListener()
})

// 移除可视区域滚动事件
const removeScrollListener = () => {
    viewport.value.removeEventListener('scroll', scrollListener);
}

<style scoped>
.viewport {
    width: 600px;
    height: 600px;
    overflow: auto;
    border: 1px solid #D3DCE6;
    margin: auto;
}

.item {
    height: 59px;
    line-height: 60px;
    border-bottom: 1px solid #D3DCE6;
    padding-left: 20px;
}
</style>
这里可以看出，永远只渲染10条数据。随着滚动条滚动，动态渲染10条数据。
https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/6a693d251668d3d89431ceaed0656c88.png#pic_center
https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/028f2b8d4f01d7616f62a85c14f55106.png#pic_center
五、利用el-table-infinite-scroll插件

1、el-table-infinite-scroll(vue3)



[*]安装
npm install --save el-table-infinite-scroll


[*]全局引入
import ElTableInfiniteScroll from "el-table-infinite-scroll";
app.use(ElTableInfiniteScroll);


[*]局部引入
<template>
<el-table v-el-table-infinite-scroll="load"></el-table>
</template>

<script setup>
import { default as vElTableInfiniteScroll } from "el-table-infinite-scroll";
</script>


[*]组件中利用
<template>
<p style="margin-bottom: 8px">
    <span>loaded page(total: {{ total }}): {{ page }}, </span>
    disabled:
    <el-switch v-model="disabled" :disabled="page >= total"></el-switch>
</p>

<el-table
    v-el-table-infinite-scroll="load"
    :data="data"
    :infinite-scroll-disabled="disabled"
    height="200px"
>
    <el-table-column type="index" />
    <el-table-column prop="date" label="date" />
    <el-table-column prop="name" label="name" />
    <el-table-column prop="age" label="age" />
</el-table>
</template>

<script setup>
import { ref } from 'vue';

const dataTemplate = new Array(10).fill({
date: '2009-01-01',
name: 'Tom',
age: '30',
});

const data = ref([]);
const disabled = ref(false);
const page = ref(0);
const total = ref(5);

const load = () => {
if (disabled.value) return;

page.value++;
if (page.value <= total.value) {
    data.value = data.value.concat(dataTemplate);
}

if (page.value === total.value) {
    disabled.value = true;
}
};
</script>

<style lang="scss" scoped>
.el-table {
:deep(table) {
    margin: 0;
}
}
</style>
2、el-table-infinite-scroll(vue2)



[*]安装
npm install --save el-table-infinite-scroll
@2

[*]全局引入
import Vue from "vue";
import ElTableInfiniteScroll from "el-table-infinite-scroll";
Vue.directive("el-table-infinite-scroll", ElTableInfiniteScroll);


[*]局部引入
<script>
import ElTableInfiniteScroll from "el-table-infinite-scroll";
export default {
directives: {
    "el-table-infinite-scroll": ElTableInfiniteScroll,
},
};
</script>


[*]组件中利用
<template>
<el-table
    v-el-table-infinite-scroll="load"
    :data="data"
    :infinite-scroll-disabled="disabled"
    height="200px"
>
    <el-table-column type="index" />
    <el-table-column prop="date" label="date" />
    <el-table-column prop="name" label="name" />
    <el-table-column prop="age" label="age" />
</el-table>
</template>

<script>
const dataTemplate = new Array(10).fill({
date: "2009-01-01",
name: "Tom",
age: "30",
});

export default {
data() {
    return {
      data: [],
      page: 0,
      total: 5,
    };
},
methods: {
    load() {
      if (this.disabled) return;

      this.page++;
      if (this.page <= this.total) {
      this.data = this.data.concat(dataTemplate);
      }

      if (this.page === this.total) {
      this.disabled = true;
      }
    },
},
};
</script>
六、利用Web Workers处置惩罚数据

Web Workers提供了一种将数据处置惩罚操作放在背景线程的方法，如许即使处置惩罚大量或者复杂的数据，也不会阻塞UI的更新和用户的交互。
在Web Workers中处置惩罚数据，前端主线程可以保持高相应性。数据处置惩罚完成后，再将结果发送回主线程进行渲染。这对于必要复杂计算处置惩罚的大量数据尤为有用。
这里不详细形貌
七、借助服务端渲染（SSR）

服务端渲染（SSR）是指在服务器端完成页面的渲染工作，直接向客户端发送渲染后的HTML内容，能显著提拔首次加载的速率，对于SEO也非常友好。
虽然SSR不是直接在前端处置惩罚大量数据，但它通过减轻前端渲染压力、提前渲染页面内容来间接优化大数据处置惩罚的性能问题。结合客户端渲染，可以实现快速首屏加载与动态交互的平衡。
这里不详细形貌

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