背景:在實際工作中,我們很少會遇到一次性需要向頁面中插入大量數據的情況
我們有必要了解并清楚當遇到大量數據時,如何才能在不卡主頁面的情況下渲染數據,以及其中背后的原理。
對于一次性插入大量數據的情況,一般有兩種做法:
時間分片: 使用定時器
虛擬列表
著重來介紹如何使用 時間分片的方式來渲染大量數據,虛擬列表相關的內容,日后會持續整理。
最粗暴的做法(一次性渲染)
<ul id="container"></ul>
<script>
// 記錄任務開始時間
let now = Date.now();
// 插入十萬條數據
const total = 100000;
// 獲取容器
let ul = document.getElementById('container');
// 將數據插入容器
for (let i = 0; i < total; i++) {
let li = document.createElement('li');
li.innerText = ~~(Math.random() * total)
ul.appendChild(li)
}
console.log('js運行時間:', Date.now() - now);
setTimeout(() => {
console.log('總運行時間:', Date.now() - now);
}, 0)
// print: JS運行時間: 187
// print: 總運行時間: 2844
</script>
我們對十萬條記錄進行循環操作,JS的運行時間為 187ms,還是蠻快的,但是最終渲染完成后的總時間是 2844ms。
簡單說明一下,為何兩次 console.log的結果時間差異巨大,并且是如何簡單來統計 JS運行時間和 總渲染時間:
- 在 JS 的 EventLoop中,當JS引擎所管理的執行棧中的事件以及所有微任務事件全部執行完后,才會觸發渲染線程對頁面進行渲染
- 第一個 console.log的觸發時間是在頁面進行渲染之前,此時得到的間隔時間為JS運行所需要的時間
- 第二個 console.log是放到 setTimeout 中的,它的觸發時間是在渲染完成,在下一次 EventLoop中執行的
依照兩次 console.log的結果,可以得出結論:
對于大量數據渲染的時候,JS運算并不是性能的瓶頸,性能的瓶頸主要在于渲染階段, 頁面卡頓是由于同時渲染大量DOM所引起的
使用定時器
// 記錄任務開始時間
let now = Date.now();
// 獲取容器
let ul = document.getElementById('container');
// 插入十萬條數據
const total = 100000;
// 一次插入20條
const once = 20;
// 計算總頁數
const page = total / once;
// 每條記錄的索引
let index = 0;
// 循環加載數據
function loop(curTotal, curIndex){
if (curTotal <= 0){
return false;
}
// 每頁多少條
let pageCount = Math.min(curTotal, once);
setTimeout(() => {
for (var i = 0; i < pageCount; i++) {
let li = document.createElement('li');
li.innerText = curIndex + i + ":" + ~~(Math.random() * total)
ul.appendChild(li);
}
console.log('總運行時間:', Date.now() - now); // print: 2
// loop(curTotal - pageCount, curIndex + pageCount)
}, 0)
}
loop(total, index)
console.log('js運行時間:', Date.now() - now); // print 0
</script>
我們可以看到,頁面加載的時間已經非常快了,每次刷新時可以很快的看到第一屏的所有數據,但是當我們快速滾動頁面的時候,會發現頁面出現閃屏或白屏的現象
為什么會出現閃屏現象呢
FPS表示的是每秒鐘畫面更新次數。
我們平時所看到的連續畫面都是由一幅幅靜止畫面組成的,每幅畫面稱為一 幀
FPS是描述 幀變化速度的物理
大多數電腦顯示器的刷新頻率是60Hz,大概相當于每秒鐘重繪60次, FPS為60frame/s,為這個值的設定受屏幕分辨率、屏幕尺寸和顯卡的影響。
因此,當你對著電腦屏幕什么也不做的情況下,大多顯示器也會以每秒60次的頻率正在不斷的更新屏幕上的圖像。
為什么你感覺不到這個變化?
那是因為人的眼睛有視覺停留效應,即前一副畫面留在大腦的印象還沒消失,緊接著后一副畫面就跟上來了, 這中間只間隔了16.7ms(1000/60≈16.7),所以會讓你誤以為屏幕上的圖像是靜止不動的。
最平滑動畫的最佳循環間隔是1000ms/60,約等于16.6ms。
直觀感受,不同幀率的體驗:
- 幀率能夠達到 50 ~ 60 FPS 的動畫將會相當流暢,讓人倍感舒適;
- 幀率在 30 ~ 50 FPS 之間的動畫,因各人敏感程度不同,舒適度因人而異;
- 幀率在 30 FPS 以下的動畫,讓人感覺到明顯的卡頓和不適感;
- 幀率波動很大的動畫,亦會使人感覺到卡頓。
簡單聊一下 setTimeout 和閃屏現象
setTimeout的執行時間并不是確定的。在JS中, setTimeout任務被放進事件隊列中,只有主線程執行完才會去檢查事件隊列中的任務是否需要執行,因此 setTimeout的實際執行時間可能會比其設定的時間晚一些。
刷新頻率受屏幕分辨率和屏幕尺寸的影響,因此不同設備的刷新頻率可能會不同,而 setTimeout只能設置一個固定時間間隔,這個時間不一定和屏幕的刷新時間相同。
以上兩種情況都會導致setTimeout的執行步調和屏幕的刷新步調不一致。
在 setTimeout中對dom進行操作,必須要等到屏幕下次繪制時才能更新到屏幕上,如果兩者步調不一致,就可能導致中間某一幀的操作被跨越過去,而直接更新下一幀的元素,從而導致丟幀現象。
使用 requestAnimationFrame
與 setTimeout相比, requestAnimationFrame最大的優勢是由系統來決定回調函數的執行時機。
如果屏幕刷新率是60Hz,那么回調函數就每16.7ms被執行一次,如果刷新率是75Hz,那么這個時間間隔就變成了1000/75=13.3ms,換句話說就是, requestAnimationFrame的步伐跟著系統的刷新步伐走。它能保證回調函數在屏幕每一次的刷新間隔中只被執行一次,這樣就不會引起丟幀現象。
<ul id="container"></ul>
<script>
// 記錄任務開始時間
let now = Date.now();
// 獲取容器
let ul = document.getElementById('container');
// 插入十萬條數據
const total = 100000;
// 一次插入20條
const once = 20;
// 計算總頁數
const page = total / once;
// 每條記錄的索引
let index = 0;
// 循環加載數據
function loop(curTotal, curIndex){
if (curTotal <= 0){
return false;
}
// 每頁多少條
let pageCount = Math.min(curTotal, once);
console.log('js運行時間:', Date.now() - now);
window.requestAnimationFrame(() => {
for (var i = 0; i < pageCount; i++) {
let li = document.createElement('li');
li.innerText = curIndex + i + ":" + ~~(Math.random() * total)
ul.appendChild(li);
}
console.log('總運行時間:', Date.now() - now);
loop(curTotal - pageCount, curIndex + pageCount)
})
}
loop(total, index)
</script>
使用 DocumentFragment
DocumentFragment,文檔片段接口,表示一個沒有父級文件的最小文檔對象。它被作為一個輕量版的 Document使用,用于存儲已排好版的或尚未打理好格式的XML片段。最大的區別是因為 DocumentFragment不是真實DOM樹的一部分,它的變化不會觸發DOM樹的(重新渲染) ,且不會導致性能等問題。
可以使用 document.createDocumentFragment方法或者構造函數來創建一個空的
從MDN的說明中,我們得知 DocumentFragments是DOM節點,但并不是DOM樹的一部分,可以認為是存在內存中的,所以將子元素插入到文檔片段時不會引起頁面回流。
當 append元素到 document中時,被 append進去的元素的樣式表的計算是同步發生的,此時調用 getComputedStyle 可以得到樣式的計算值。而 append元素到 documentFragment 中時,是不會計算元素的樣式表,所以 documentFragment 性能更優。當然現在瀏覽器的優化已經做的很好了,
當 append元素到 document中后,沒有訪問 getComputedStyle 之類的方法時,現代瀏覽器也可以把樣式表的計算推遲到腳本執行之后。
<ul id="container"></ul>
<script>
// 記錄任務開始時間
let now = Date.now();
// 獲取容器
let ul = document.getElementById('container');
// 插入十萬條數據
const total = 100000;
// 一次插入20條
const once = 20;
// 計算總頁數
const page = total / once;
// 每條記錄的索引
let index = 0;
// 循環加載數據
function loop(curTotal, curIndex){
if (curTotal <= 0){
return false;
}
// 每頁多少條
let pageCount = Math.min(curTotal, once);
console.log('js運行時間:', Date.now() - now);
window.requestAnimationFrame(() => {
let fragment = document.createDocumentFragment();
for (var i = 0; i < pageCount; i++) {
let li = document.createElement('li');
li.innerText = curIndex + i + ":" + ~~(Math.random() * total)
fragment.appendChild(li);
}
ul.appendChild(fragment);
console.log('總運行時間:', Date.now() - now);
loop(curTotal - pageCount, curIndex + pageCount)
})
}
loop(total, index)
</script>
最后
本文更多的是提供一個思路,通過時間分片的方式來同時加載大量簡單DOM。對于復雜DOM的情況,一般會用到虛擬列表的方式來實現