面试被问到如何一次性渲染十万条数据，我该怎么答？

原创今天一定晴q 2024-11-23 09:02 重庆

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在前端开发中，性能优化是一个永恒的话题。我们经常需要处理和展示大量的数据，所以当面试官问到：“如何一次性渲染十万条数据而不影响用户体验？”你会怎么回答？直接渲染十万条数据可能会导致页面卡顿、响应迟缓，甚至浏览器崩溃。本篇文章详细介绍时间分片和虚拟列表的解决方案，帮助你轻松拿下面试~

js是单线程的，会有一个同步和异步的概念，为了确保主线程不会被长时间阻塞，js引擎就会依照「事件循环机制」来执行代码：

先执行同步代码（也属于是宏任务）

同步执行完毕后，检查是否有异步代码需要执行

执行所有的微任务

微任务执行完毕后，若有需要就会渲染页面

执行宏任务（也就是下一次事件循环开始）

微任务：Promise.then()、process.nextTick()、async/await、MutationObserver()等

宏任务：script(开启一整份代码的执行)、setTimeout、setInterval、setImmediate、I/O操作、UI-Rendering、同步代码等

v8引擎执行 js 代码速度很快，然而渲染页面时间相对来说要长很多。如果直接将十万条数据给到渲染引擎，很容易造成页面卡顿或白屏，所以一次性渲染十万条数据的关键在于——要让浏览器的渲染线程尽量均匀流畅地将数据渲染上去。

时间分片的核心思想是将一个大的任务分解成多个小的任务，使用 setTimeout或requestAnimationFrame 分批次地渲染一部分数据。

使用 setTimeout

「初始化」：定义总数据条数 total、每次渲染的数据条数 once、需要渲染的总次数 page 和当前渲染的索引 index。

「递归渲染」：loop 函数通过递归调用来逐步渲染数据。每次for循环渲染 once 条数据，并使用 setTimeout 将渲染操作放入下一个事件循环中。

「定时器」：setTimeout 确保每次渲染操作不会阻塞主线程，从而保持页面的流畅性和响应性。

「结束条件」：当所有数据都渲染完毕后（即 curTotal - pageCount <= 0），递归调用停止。


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    <body>        <ul id="container"></ul>
        <script>                    let ul = document.getElementById('container');                        const total = 100000        // 总数据条数            let once = 20               // 每次渲染条数            let page = total / once     // 需要渲染的总次数            let index = 0               // 每条记录的索引，防止数据丢失或没有渲染到最后一条
            // 两个参数：剩余需要渲染的数据条数，当前渲染的索引            function loop(curTotal, curIndex) {                  let pageCount = Math.min(once, curTotal)
                setTimeout(() => {                    for (let i = 0; i < pageCount; i++) {                        let li = document.createElement('li');                        li.innerText = curIndex + i + ':' + ~~(Math.random() * total);                         ul.appendChild(li);                    }                    loop(curTotal - pageCount, curIndex + pageCount)                })            }                        loop(total, index)
        </script>    </body>

不让v8一次事件循环就把js部分执行掉，浏览器一次性暴力渲染十万条，而是让v8执行五千次事件循环，浏览器每次只渲染二十条。这样v8分摊了浏览器渲染线程的压力，能减少页面加载时间

requestAnimationFrame

使用 setTimeout 将渲染操作放入下一个事件循环会有个小问题：假设浏览器页面刷新时间为 16.7ms，如果v8引擎的性能不够高，进行完一次事件循环的时间比 16.7ms 要长，那么浏览器在 16.7ms 内渲染完了 20 条数据，而 v8引擎还没将下一个20条数据给出来，这样就很可能会造成页面的闪屏或卡顿。

要解决定时器带来的事件循环与屏幕刷新不同步的问题，我们可以用 requestAnimationFrame() 取代 setTimeout()。

在此基础上，我们需要尽量人为地减少回流重绘次数。如果每一次for循环都渲染一条数据，那这样高频地操作DOM会浪费开销影响性能。

所以，我们可以使用文档碎片 document.createDocumentFragment()——一个虚拟的DOM，来批量插入 li 元素。使得生成好一条数据后，先不要往 ul 里面添加，固定每20个li只回流一次


    <body>        <ul id="container"></ul>
        <script>            let ul = document.getElementById('container');            const total = 100000            let once = 20            let page = total / once              let index = 0  
            function loop(curTotal, curIndex) {                  let pageCount = Math.min(once, curTotal)
                requestAnimationFrame(() => {                    // 创建一个文档碎片，是一个虚拟的DOM结构                    let fragment = document.createDocumentFragment();
                    for (let i = 0; i < pageCount; i++) {                        let li = document.createElement('li');                        li.innerText = curIndex + i + ':' + ~~(Math.random() * total);                                                 fragment.appendChild(li);                    }                                        // 固定每20个li只回流一次                    ul.appendChild(fragment);
                    loop(curTotal - pageCount, curIndex + pageCount)                })            }            loop(total, index)                    </script>    </body>

虚拟列表技术通过「只渲染当前可见区域的数据」来提高性能，而不是一次性渲染所有数据。这样可以显著减少 DOM 元素的数量，从而提高页面的加载速度和滚动流畅性。

核心思想

「初始化容器和数据」：创建固定高度的容器，准备数据源。

「计算可视区域」：获取容器高度，计算每个项的高度和可视区域的数据条数。

「渲染初始可见区域」：计算起始和结束索引，渲染初始数据。

「监听滚动事件」：绑定滚动事件，计算新的起始和结束索引，更新渲染数据。

「调整样式」：计算偏移量，处理实际列表跟随父容器一起移动的情况

接下来用 vue 技术栈展示虚拟列表实现步骤：

根组件App.vue中：

定义数据源 data，里面存放一千个对象，每个对象包含 id 和 value 属性

引入自定义的 virtualList 组件，并通过 :listData 属性将 data 传递给它

设置 .app 类的样式，使其具有固定的宽度和高度，并添加边框以区分容器区域


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    <template>      <div class="app">        <virtualList :listData="data" />      </div>    </template>
    <script setup>    import { ref } from 'vue';    import virtualList from './components/virtualList.vue';
    // 数据源    const data = ref([])
    for(let i = 0; i < 1000; i++) {      data.value.push({id: i, value: i})    }
    </script>
    <style lang="css" scoped>    .app{      width: 300px;      height: 400px;      border: 1px solid #000;    }    </style>

自定义virtualList组件中：

「模板部分：」

根元素infinite-list-container：绑定了 ref 为 listRef，用于后续获取 DOM 元素，并且绑定滚动事件处理器 scrollEvent

虚拟占位元素infinite-list-phantom：用于撑开父容器的高度，确保可以滚动。其高度由 listHeight 计算得出

实际列表元素infinite-list：使用 transform 属性来控制列表的位置

列表项元素infinite-list-item：通过 v-for 循环渲染 visibleData 中的数据项。每个项的高度和行高由 itemSize 控制


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    <template>        <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>    </template>

「脚本及样式部分：」

  <script setup>    import { onMounted, reactive, ref, computed } from 'vue';    const props = defineProps({        listData: [],        // 每个item的高度        itemSize: {            type: Number,            default: 50        }    })
    const state = reactive({        screenHeight: 0,   // 可视区域的高度        startOffset: 0,    // 偏移量        start: 0,          // 起始数据下标        end: 0             // 结束数据下标    })
    // 可视区域显示的数据条数    const visibleCount = computed(() => {        return state.screenHeight / props.itemSize    })
    // 可视区域显示的真实数据    const visibleData = computed(() => {         return props.listData.slice(state.start, Math.min(props.listData.length, state.end))    })
    // 当前列表总高度    const listHeight = computed(() => {        return props.listData.length * props.itemSize    })
    // list跟着父容器移动了，现在列表要移回来    const getTransform = computed(() => {        return `translateY(${state.startOffset}px)`    })

    // 获取可视区域的高度    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)    }
    </script>
    <style lang="css" scoped>    .infinite-list-container {        height: 100%;        overflow: auto;        position: relative;        -webkit-overflow-scrolling: touch; /* 启用触摸滚动 */    }    .infinite-list-phantom{        position: absolute;        left: 0;        top: 0;        right: 0;        z-index: -1;    /* 置于背景层 **/    }    .infinite-list{        position: absolute;        left: 0;        top: 0;        right: 0;        text-align: center;    }    .infinite-list-item {        border-bottom: 1px, solid, #000;        box-sizing: border-box;    }
    </style>