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页面需要渲染10万条数据,应该怎么实现?

关键点:不卡顿,交互流畅

一、最传统、最简单粗暴的方式

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>如何渲染10000条数据在dom节点上</title>
</head>
<body>
    <ul id="root">

    </div>
    <script>
        function createOneHundredThousandData(){
            let arr = [];
            for(let i=0;i<100000;i++){
              arr.push({
                imgUrl:'https://zos.alipayobjects.com/rmsportal/hfVtzEhPzTUewPm.png',
                key:i
              })
            }
            return arr;
        }
        var beginTime = performance.now();
        console.log('beginTime',beginTime);
        let h = [];
        let data = createOneHundredThousandData()
        // 写法1 原生js 的 for循环
        for(let i =0;i<data.length;i++){
            h.push('<li>' + '<img src="'+ data[i].imgUrl +'" \/>'+ 'current index ' + data[i].key + '<\/li>');
        }
        // 写法2 数组自带的map方法
        // h = data.map((item,index)=>'<li>' + '<img src="'+ item.imgUrl +'" \/>'+ 'current index ' + item.key + '<\/li>');
        document.getElementById('root').innerHTML = h.join('');
        document.addEventListener('DOMContentLoaded',function(){
          var endTime = performance.now();
          console.log('DOMContentLoaded endTime',endTime);
          var total = ((endTime - beginTime)/1000).toFixed(5);        
          console.log('DOMContentLoaded render 100000 items takes ' + total + ' 秒');
        });
        window.onload = function(){
          var endTime = performance.now();
          console.log('window.onload endTime',endTime);
          var total = ((endTime - beginTime)/1000).toFixed(5);        
          console.log('window.onload render 100000 items takes ' + total + ' 秒');  
        }
    </script>
</body>
</html>
复制代码

chrome浏览器(版本 74.0.3729.169(正式版本) (64 位))控制台运行结果如下

beginTime 398.8050000043586
DOMContentLoaded endTime 9032.814999984112
DOMContentLoaded render 100000 items takes 8.63401 秒 
window.onload endTime 17766.104999987874
window.onload render 100000 items takes 17.36730 秒

复制代码

也就是说,渲染包含十万条记录,每一条数据仅仅只有图片和文字的简单组合,就要花费将近17秒。页面渲染完成之前,估计用户早已不耐烦,关掉该页面了。这还是版本较新的chrome浏览器。换做其他浏览器,可能效果更差。很显然,传统的方式肯定不合格。

关于上述demo,有几个问题可以补充说明一下:

  • 1、用innerHtml插入dom,而不是用document.createElement,document.appendChild,这两者性能上来说,innerHtml优势明显

  • 2、用数组[] 来缓存dom字符串,先push进来,最后再直接jion(''),将数组里面每一项串联成字符串,比一个一个字符串拼接的性能要强很多

  • 3、循环一个数组对象,可以用for循环,也可以用map,forEach等,数据量少的时候两者差别不大,在此例中,可以看到map来循环十万条数据时间性能稍逊于普通for循环。

  • 4、插入dom节点,还可以使用克隆技术,文档断片createDocumentFragment,其根本目的在于尽可能减少dom操作次数,从而使得重绘跟重排带来的性能影响降到最低。若读者有兴趣深入研究,可以查阅《高性能JavaScript》(猫头鹰头像的封面)。

  • 5、关于DOMContentLoaded事件和window.onload事件的对比,也是页面渲染过程中比较关键的,需要重点搞清楚的地方。 简单来说,DOMContentLoaded 表示 dom 家在完成,通俗来说,就是dom标签堆砌完毕,至于dom标签引用什么资源,有没有请求加载完毕,那就不管了。比如在此例子中,十万条数据img标签堆上去,不需要等到img src指向的资源全部加载完就可以触发DOMContentLoaded;而window.onload事件则不一样,要等到全部的src指向的资源全部加载完才会被触发。

DOMContentLoaded 也多用于关键路径优化中(首屏操作优化),因为页面dom加载完了就得给用户提供一些交互。不能出现让用户看到UI界面却做不了任何交互操作的情况。

二、解决卡顿问题之setTimeout

卡顿,多半是优于用户发起一个操作,到页面响应这个操作,把UI结果反馈给用户这个时间存在明显的延迟。给人不流畅的用户体验。

从JavaScript这门语言来看,它是单线程的,注定了同一时间,该线程只能处理一个任务,该任何处理完毕后才能处理下一个任务,你可以理解为串行执行。(更详细更严谨的,可以去深入地了解JavaScript Event Loop)。所以,当页面在执行渲染,或者很耗时JavaScript操作,该操作还没完成,而此时你在页面发起交互,就得不到及时的响应。

回到此题,我们在渲染十万掉数据的时候,要用到切片(有点类似react fiber的思想)。怎么理解呢?就是把十万掉数据分批次的渲染到页面,这个批次任务必须放到异步回调(首批任务不用),这样才能在后续的渲染中,把优先级让出给执行队列线程,当执行队列空闲时,再回过头来继续取出异步回调里面的切片来执行

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>如何渲染10000条数据在dom节点上</title>
</head>
<body>
    <ul id="root">

    </div>
    <script>
        function createOneHundredThousandData(){
            let arr = [];
            for(let i=0;i<100000;i++){
              arr.push({
                imgUrl:'https://zos.alipayobjects.com/rmsportal/hfVtzEhPzTUewPm.png',
                key:i
              })
            }
            return arr;
        }
        var beginTime = performance.now();
        console.log('beginTime',beginTime);
        let h = [];
        let data = createOneHundredThousandData();
        // 先渲染100条数据
        let firstScreenData = data.splice(0,100); // 用数组的splice方法,截取后并修改原数组
        for(let i=0;i<100;i++){
          let li = document.createElement('li');
          let img = document.createElement('img');
          img.src  = firstScreenData[i].imgUrl;
          li.appendChild(img);
          let text = document.createTextNode(firstScreenData[i].key);
          // console.log('partialData[i].key',partialData[i].key);
          li.appendChild(text);
          document.getElementById('root').appendChild(li);
        }  
        // setTimeout 中的回调会在主线程空闲时被执行
        setTimeout(()=>{
          function renderHundred(n){
            // console.log('n=',n);
            // 每次渲染100条
            let partialData = data.splice(0,100);
            for(let i=0;i<100 && partialData.length>0;i++){
              let li = document.createElement('li');
              let img = document.createElement('img');
              img.src  = partialData[i].imgUrl;
              li.appendChild(img);
              let text = document.createTextNode(partialData[i].key);
              // console.log('partialData[i].key',partialData[i].key);
              li.appendChild(text);
              document.getElementById('root').appendChild(li);
            }            
            if(n){
              setTimeout(()=>{
                renderHundred(n-1);
              },50)
            }       
          }
          renderHundred(999);// 渲染除了首屏数据外的数据
        },1000); 
        document.addEventListener('DOMContentLoaded',function(){
          var endTime = performance.now();
          console.log('DOMContentLoaded endTime',endTime);
          var total = ((endTime - beginTime)/1000).toFixed(5);        
          console.log('DOMContentLoaded render 100000 items takes ' + total + ' 秒');
        });
        window.onload = function(){
          var endTime = performance.now();
          console.log('window.onload endTime',endTime);
          var total = ((endTime - beginTime)/1000).toFixed(5);        
          console.log('window.onload render 100000 items takes ' + total + ' 秒');  
        }
    </script>
</body>
</html>
复制代码

运行结果如下:

beginTime 139.08000002265908
DOMContentLoaded endTime 193.2200000155717
DOMContentLoaded render 100000 items takes 0.05414 秒
window.onload endTime 207.63000001898035
window.onload render 100000 items takes 0.06855 秒

复制代码

这个数据体会不出来什么信息,可以理解为首个切片实行的耗时统计(后面还有999个切片没有体现出来),但是在交互方面的体验大大提升了。至于具体卡不卡顿的数据支撑,可以在chrome控制台performance模块查看。大家有兴趣的话,拷贝这份代码尝试一下。结论还是比较乐观的。

三、除了setTimeout,还有其他的选择吗?

答案是,必须有。那就是requestAnimationFrame

window.requestAnimationFrame() 告诉浏览器——你希望执行一个动画,并且要求浏览器在下次重绘之前调用指定的回调函数更新动画。该方法需要传入一个回调函数作为参数,该回调函数会在浏览器下一次重绘之前执行

注意:若你想在浏览器下次重绘之前继续更新下一帧动画,那么回调函数自身必须再次调用window.requestAnimationFrame()

从官方文档可以看到,这么几个关键字:“传入一个回调函数”。 那么是不是可以用这个取代setTimeout?

以下截取部分代码:

let data = createOneHundredThousandData();
let count = 0;
let totalLoop = 1000;// 渲染1000
function animatonCb(){
  console.log(count);
  let partialData = data.splice(0,100); // 用数组的splice方法,截取后并修改原数组
  for(let i=0;i<100 && partialData.length >=1;i++){
    let li = document.createElement('li');
    let img = document.createElement('img');
    img.src  = partialData[i].imgUrl;
    li.appendChild(img);
    let text = document.createTextNode(partialData[i].key);
    // console.log('partialData[i].key',partialData[i].key);
    li.appendChild(text);
    document.getElementById('root').appendChild(li);
  }
  if(count < totalLoop){
    count ++;
    requestAnimationFrame(animatonCb)
  }
}
requestAnimationFrame(animatonCb);
复制代码

看下控制台数据:

beginTime 249.32000000262633
0
DOMContentLoaded endTime 279.33499999926426
DOMContentLoaded render 100000 items takes 0.03001 秒
1
2
window.onload endTime 308.28500000643544
window.onload render 100000 items takes 0.05897 秒
复制代码

我们假如了循环次数count的打印,发现这个穿插在了DOMContentLoaded 和 onload事件中间。有兴趣的童鞋可以深入了解requestAnimationFrame。

总之,这个requestAnimationFrame 也能实现我们的需求。相比于setTimeout更好一点。

四、十万条数据加载完成后呢?

上述两个方案,也就是解决了如何渲染不卡顿的问题。本例中每条记录dom结构不复杂,可能看起来效果还行。但实际业务场景肯定是比这个更复杂。每次修改dom都会引起10万条数据但重回重排,这样性能方面肯定也会有问题。

解决思路就是,监听该元素是否在可视窗口IntersectionObserver

IntersectionObserver接口 (从属于Intersection Observer API) 提供了一种异步观察目标元素与其祖先元素或顶级文档视窗(viewport)交叉状态的方法。祖先元素与视窗(viewport)被称为根(root)。 当一个IntersectionObserver对象被创建时,其被配置为监听根中一段给定比例的可见区域。一旦IntersectionObserver被创建,则无法更改其配置,所以一个给定的观察者对象只能用来监听可见区域的特定变化值;然而,你可以在同一个观察者对象中配置监听多个目标元素。

大概思路如下:

  • 设置总数据源,页面内容数据存储容器
  • 制定页面内容数据存储容器规则(假设存储容器设置为200条,一屏最多展示20条。那么存储容器能展示10屏幕的数据。
  • 当用户滑到地6屏数据的时候,显然前面5屏数据不在可视窗口,那你可以将存储容器的前3屏数据删除。同时,再从总数据源取第11屏到第13屏数据。

后续有空了再详细研究这块。

五、结语

此类问题,也是bat这种大厂经常会问到的,知识点涵盖也点广,掌握好了后,对前端性能,卡顿这块的理解会更透彻了。

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