虚拟滚动是怎么做性能优化的?

前言

一个简单的情景模拟（千万别被带入）：

A： 假设现在有 10 万条数据，你作为前端该怎么优化这种大数据的列表？

B： 针对大数据列表一般不会依次性加载，会采用上拉加载、分页加载等方式实现优化.

A： 那假如加载到最后一条数据的时候，页面上只是列表部分的数据就至少对应 10 万个 dom 节点，你觉得一个页面渲染至少 10 万个 dom 节点的性能如何？

A： 如果这样的列表有 n 个呢？还有没有别的优化方式？

B： 要不我把自己优化一下 ......

其实解决上述问题就可以使用 虚拟滚动 来实现优化，相信大家对这个词都不陌生，但由于这个名词比较短（又是虚拟，又是滚动）导致很多人觉得这是非常高大上、难以理解的内容，但其实恰恰相反。

本文的目的就是帮助你以 最简单 的方式 理解虚拟滚动，甚至实现 虚拟滚动.

虚拟滚动（Virtual Scrolling）

核心优化的方式：

限定文档中渲染列表数量，即固定渲染的 DOM 数，通过动态切换数据内容实现视图的更新，并保证文档中真实 DOM 的数量不随着数据量增大而增大.

在这里插入图片描述

理解虚拟滚动

其实要理解 虚拟滚动 这个词很简单，按照虚拟和滚动两部分来理解就很简单了，下面就一一拆解。

虚拟

通常在页面列表中，要渲染的 列表数量 和真实在文档中存在的 DOM 节点数 是 1 : 1 的。每个列表项都拥有相同的高度（假设是 30px），这个列表容器中需要完全渲染的列表数（假设是 100 条）和在页面中的高度是一致的，即此时的高度就为 100 * 30 = 3000，对应列表的 DOM 数量为 100，如：

在这里插入图片描述

对于 虚拟滚动 来讲，虚拟 的意思是指实际要渲染完整列表对应的高度是通过 虚拟计算 的，并不是指文档中存在对应的 DOM 节点数。

上面的栗子对应到虚拟滚动来讲，就意味着实际渲染完整列表对应的高度就仍为 100 * 30 = 3000，但实际渲染数就变为 10 条，关系图大致如下：

在这里插入图片描述

滚动

所谓滚动就很好理解了，因为列表可视区通常会限制一定的高度，即 列表可视区高度，那么此时只要 虚拟列表高度 值大于 列表可视区高度 时，就会产生滚动条即可发生滚动操作。

值得注意的是，在发生滚动时需要对 实际渲染的列表 进行一些处理，否则会出现 实际渲染的列表 和 虚拟列表区 脱离的情况，比如：

在这里插入图片描述

关键点就是实现在发生滚动操作时，保证 实际渲染的列表 一直存在 列表可视区 中，并且动态切换需要渲染的列表数据。

实现虚拟滚动

核心步骤

设置列表可视区的高度 containerHeight
设置单个列表项的高度 listItemHeight
计算渲染完整列表需要的高度 virtualHeight，即 virtualHeight = listItemHeight * data.length
设置真实渲染数据的起始索引 startIndex、endIndex，用于从列表数据 data 中获取对应的数据内容
注册/监听滚动事件 onScroll
- 获取当前实际滚动距离 eleScrollTop
- 将 eleScrollTop 作为 translateY 的值，即 实际渲染列表元素 平移的数值，保证 实际渲染列表元素 一直存在可视区中
- 根据实际的滚动距离 eleScrollTop，动态计算列表新的起始索引 startIndex、endIndex

效果预览

具体实现细节都在如下的代码中，可结合其中的注释阅读：

// App.vue
<script>
const list = (num = 10)=> {const data = [];for (let i = 0; i < num; i++) {data.push({id: i+1,name: `第 ${i+1} 条列表`});}return data;
}
</script><template><VirtualScroll :data="list(100)" />
</template>// VirtualScroll.vue
<template><!-- 虚拟滚动内容 --><divclass="virtual-scroller"@scroll="onScroll":style="{ height: containerHeight + 'px' }"><!-- 实际渲染的列表内容 --><ulclass="real-list-content":style="{ transform: `translateY(${translateY}px)` }"><liv-for="item in visibleList":key="item.id":style="{height: `${listItemHeight}px`,'line-height': `${listItemHeight}px`,}"><div>{{ item.name }}</div></li></ul><!-- 虚拟列表元素 --><div class="virtual-height" :style="{ height: virtualHeight + 'px' }">~ 数据加载完毕 ~</div></div>
</template><script>
export default {name: "vue-virtual-scroll",
};
</script>
<script setup language="ts">
import { computed, ref } from "vue";const props = defineProps({data: {type: Array,default: [],},startIndex: {type: Number,default: 0,},endIndex: {type: Number,default: 10,},listItemHeight: {type: Number,default: 60,},containerHeight: {type: Number,default: 500,},
});let { data, listItemHeight } = props;const translateY = ref(0); // 平移距离
const startIndex = ref(props.startIndex); // 开始索引
const endIndex = ref(props.endIndex); // 结束索引// 实际渲染的数据
const visibleList = computed(() => {return data.slice(startIndex.value, endIndex.value);
});// 虚拟滚动的高度
const virtualHeight = computed(() => {return (data.length - visibleList.value.length) * listItemHeight + listItemHeight;
});// 滚动事件
const onScroll = (e) => {const eleScrollTop = e.target.scrollTop;// 保证实际渲染列表一直停留在可视区translateY.value = eleScrollTop;// 根据实际的滚动距离，动态计算列表开始索引startIndex.value = Math.floor(eleScrollTop / listItemHeight);// 基于开始索引endIndex.value = startIndex.value + 10;
};
</script><style scoped>
.virtual-scroller {border: solid 1px #eee;margin-top: 10px;height: 600px;overflow: auto;
}.virtual-height {background: red;display: flex;align-items: end;justify-content: center;color: #fff;
}ul {list-style: none;padding: 0;margin: 0;
}li {outline: solid 1px #fff;background-color: #000;color: #fff;
}
</style>