文章探讨页面渲染卡顿问题，提出虚拟列表方案。介绍了定高虚拟列表的实现及相关概念，还解决了不定高场景下的几个问题，如获取列表项高度、计算总高度、确定开始索引等，并给出了代码示例和效果演示。

🎯虚拟列表解决页面渲染卡顿，保证每次实际渲染数量不递增

📜定高虚拟列表需考虑滚动模拟、渲染正确内容及数据在可视区

💡不定高场景下依次解决列表项高度、总高度、开始索引问题

📄给出虚拟列表的代码实现及不同组件的应用示例

熊的猫 2024-11-26 08:30 重庆

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某日某时某刻某分某秒，收到 「小 A 同学」 的消息，原因是他司有人反馈某项目中页面渲染内容太慢、太卡，且后端开发也贴出接口响应很快的日志，于是乎这个 「优化」 的小任务就落到了他头上。

经过简单询问得知：

页面上某个 「table 组件」 渲染的数据 「不是分页的」，接口将查到的所有符合的数据一股脑返回给了前端，约几万条数据

前端页面表现是 「渲染慢、交互卡」

模拟效果（渲染 「3w」 数据）如下：

当然 「小 A 同学」 很快就想到了自己实现滚动加载：

「每次渲染20条数据」，当滚动条 「触底后继续渲染」

于是马上进行提测，而测试同学也非常的敬业，一直滚动加载到了 「几千条」 数据，此时虽然在渲染表格项的时候没有出现卡顿，但是点击表格项时需要弹窗的这个交互，却又开始卡顿了，模拟效果如下（「此处省略分批渲染」）：

table 慢元素

由于 「table」 元素在渲染时需要 「更多的计算资源」，这其中需要计算表格的布局、单元格的大小和位置等，这可能会导致在 「某些情况」 下 「table」 元素的渲染速度较慢，因此 「table」 元素也叫 「慢元素」。

现在的问题显然由于使用 「慢元素渲染大数据」 而造成渲染卡顿、交互不流畅的问题，而前面的 「分页加载」 虽然可以解决 「前期渲染卡顿」 的问题，却不能解决 「后期弹窗交互卡顿」 的问题，原因就是 「最后实际需要渲染的慢元素根本没有减少」。

那有什么办法能 「保证每次实际渲染的数量不会递增」 呢？

有，就是 「只渲染可视区及其周边的数据」，而这也就是 「虚拟列表」 的核心。

接下来我们会封装一个和虚拟列表相关的 「hooks」，不封装成组件的目的就是为了让此方法更加的通用，「不局限外部使用的第三方组件或自己封装的组件」，让其既支持 「table 形式」，又让其支持普通的 「list 形式」，还能让其支持 「select 形式」。

虚拟列表 — 定高

要实现虚拟列表需要考虑如下三个方面：

「滚动模拟」

「普通列表渲染」 是 「可滚动」 的，滚动产生的条件就是 「每次渲染数量会递增」，那么 「虚拟列表」 就需要在保证 「每次渲染数量不递增」 的情况下 「支持滚动」

「渲染正确的内容」

保证用户在向上或向下滚动的过程中数据的 「渲染内容是正确的」，只有这样看起来才和 「普通列表」 表现一致

「渲染的数据需要在可视区」

「虚拟列表」 支持滚动之后，就需要保证渲染的数据一直存在于 「可视区」，而不是随着滚动到可视区之外

这里在引入三个名称和配图，方便进行理解，具体如下：

「滚动容器」

顾名思义，就是为了实现滚动，所以需要设置 「height 固定高度」 或 「最大高度 max-height」

「渲染实际高度的容器」

为了实现模拟滚动，需要将实际高度的值，即 「每个列表项高度之和」 设置在某个元素上，这样就可以超过 「滚动容器的高度」，从而产生滚动效果

「偏移容器」

要实现渲染的数据始终处于可视区，那么可以针对 「包裹着所有列表项的元素」 进行处理，也就是将它的 「transform: translateY(n)」 值设置为 「当前已滚动的高度 scrollTop」 即可

同时要保证每个滚动位置要渲染正确的数据，那么最简单的方式就是，根据 「当前已滚动的高度 scrollTop」 除以 「单个列表项的高低 height」，计算出当前需要渲染的 「起始索引 startIndex」，假设每次需要渲染 「20 条」 数据，很容易算出 「结束索引 endIndex」，这样就可以知道当前滚动位置需要渲染的数据范围是什么

不到 100 行即可拥有虚拟滚动，具体实现如下：

// useVirtualList.ts
import { ref, onMounted, onBeforeUnmount, watch, computed} from "vue";
import type { Ref } from "vue";
interface Config {  data: Ref<any[]>; // 数据  itemHeight: number;// 列表项高度  size: number;// 每次渲染数据量  scrollContainer: string;// 滚动容器的元素选择器  actualHeightContainer: string;// 用于撑开高度的元素选择器  tranlateContainer: string;// 用于偏移的元素选择器}
type HtmlElType = HTMLElement | null;
export default function useVirtualList(config: Config) {  // 获取元素  let actualHeightContainerEl: HtmlElType  = null,  tranlateContainerEl: HtmlElType = null,  scrollContainerEl: HtmlElType = null;
  onMounted(() => {    actualHeightContainerEl = document.querySelector(config.actualHeightContainer);    scrollContainerEl = document.querySelector(config.scrollContainer);    tranlateContainerEl = document.querySelector(config.tranlateContainer);  });
  // 通过设置高度，模拟滚动  watch(() => config.data.value, (newVal) => {    actualHeightContainerEl!.style.height = newVal.length * config.itemHeight + "px";  });
  // 实际渲染的数据  const startIndex = ref(0);  const endIndex = ref(config.size - 1);  const actualRenderData = computed(() => {    return config.data.value.slice(startIndex.value, endIndex.value + 1);  });
  // 滚动事件  const handleScroll = (e) => {    const target = e.target;    const { scrollTop, clientHeight, scrollHeight } = target;
    // 边界控制：实际触底，且页面正常渲染全部数据时，不再触发后续计算，防止触底抖动    if (      scrollHeight <= scrollTop + clientHeight &&      endIndex.value >= config.data.value.length    ) {      return;    }
    // 保证数据渲染一直在可视区    tranlateContainerEl.style.transform = `translateY(${scrollTop}px)`;
    // 渲染正确的数据    startIndex.value = Math.floor(scrollTop / config.itemHeight);    endIndex.value = startIndex.value + config.size;  };
  // 注册滚动事件  onMounted(() => {    scrollContainerEl?.addEventListener("scroll", handleScroll);  });
  // 移除滚动事件  onBeforeUnmount(() => {    scrollContainerEl?.removeEventListener("scroll", handleScroll);  });
  return { actualRenderData };}

针对 「自定义列表结构」 应符合如下结构：

  <ul class="scroll-container"> // 滚动容器    <div class="actual-height-container">// 渲染实际高度的容器      <div class="tranlate-container"> // 用于偏移的容器        <li v-for="(item, i) in actualRenderData">          ...        </li>      </div>    </div>  </ul>

针对 「el-table 组件」 的选择器可用如下的方式：

const { actualRenderData } = useVirtualList({  data: tableData, // 列表项数据  itemHeight: 100,  size: 10,  scrollContainer: ".el-scrollbar__wrap", // 滚动容器  actualHeightContainer: ".el-scrollbar__view", // 渲染实际高度的容器  tranlateContainer: ".el-table__body", // 需要偏移的目标元素});

最终演示效果如下，演示效果是 「3w」 条数据，实际上 「10w」 条数据也是很丝滑：

虚拟列表 — 不定高

假如列表项高度是固定的，那么 「实际列表渲染总高度 = 列表项数量 * 单个列表项高度」，然而列表项的内容并不总是一致的。

首先，「不定高」 相对于 「定高」 场景下存在几个不确定的内容：

「每个列表项 实际渲染高度无法直接获取」

「实际渲染总高度 无法直接计算」

「滚动时对应需要渲染数据的开始索引 startIndex 无法直接计算」

下面我们就依次解决这几个问题即可。

nextTick — 解决列表项高度未知性

在实际渲染列表项之前，无法获取到对应列表项的高度，那么我们就等到这个列表渲染后，在获取它的高度就可以了。

而在 Vue 中能够帮我们实现这个目的的就是 「nextTick」，回顾官方文档对其的描述：

当 Vue 中 「更改响应式状态」 时，最终的 「DOM 更新」 并 「不是同步生效」 的，而是由 Vue 将它们 「缓存在一个队列」 中，直到下一个 「tick」 才一起执行，这样是为了确保每个组件 「无论发生多少状态改变」，都 「仅执行一次更新」

也就是说，当我们计算出需要 「实际渲染数据 actualRenderData」 时，基于响应式的存在，这个数据最终会渲染成页面上的 「Dom」，此时在 「nextTick」 中就能获取到已渲染到页面上的列表项的高度了。

nextTick(() => {  // 获取所有列表项元素  const Items: HTMLElement[] = Array.from(    document.querySelectorAll(config.itmeContainer)  );  ...};

cache 缓存 — 解决实际渲染总高度未知性

上面我们实现了不定高列表项高度的获取，但是单纯这样还是无法获取到 「实际渲染的总高度」，因为每次只是渲染 「部分数据」，所以我们需要把每次渲染好的列表项高度给存起来，建立 「缓存 cache」，缓存的对应关系就设置为：

「cache」 的 「key」 就是当前列表项在 「数据源中的 index」

「cache[key]」 的 「value」 就是当前列表项的 「渲染高度」

更新好缓存后，所有列表项的总渲染高度就好计算了，只需要 「遍历数据源」，拿到对应的 「index」 再去 「缓存 cache」 中获取高度，然后累加即可。

值得注意的是，初始化时 「缓存 cache」 为空，此时无法从中获取的高度，因此我们需要给定一个接近列表的高度值，当缓存中取不到值时，就使用此高度参与计算即可。

  // 更新已渲染列表项的缓存高度  const updateRenderedItemCache = (index: number) => {    nextTick(() => {      // 获取所有列表项元素      const Items: HTMLElement[] = Array.from(        document.querySelectorAll(config.itmeContainer)      );
      // 进行缓存      Items.forEach((el) => {        if (!RenderedItemsCache[index]) {          RenderedItemsCache[index] = el.offsetHeight;        }        index++;      });      ...    });  };

scrollTop + cache 缓存 — 解决列表 startIndex 未知性

要计算当前需要渲染数据的 「开始索引 startIndex」，在不定高的场景下，我们可以 「从 cache 缓存 中依次计算列表项的高度之和 offsetHeight」，直到 「offsetHeight >= scrollTop」，那么此时 「该列表项 index」 就可以作为当前需要渲染数据的 「开始索引 startIndex」。

值得注意的是，当我们计算出了 「offsetHeight」 后，其实它就是列表项需要偏移的值，只不过初始化 「scrollTop = 0」 时实际上是不需要偏移的，但此时计算出 「offsetHeight」 的值为 「开始索引 startIndex」 列表项的高度，因此在实际偏移是我们需要减去这个值。

   // 更新实际渲染数据  const updateRenderData = (scrollTop: number) => {    let startIndex = 0;    let offsetHeight = 0;
    for (let i = 0; i < dataSource.length; i++) {      offsetHeight += getItemHeightFromCache(i);
      if (offsetHeight >= scrollTop) {        startIndex = i;        break;      }    }
    // 计算得出的渲染数据    actualRenderData.value = dataSource.slice(      startIndex,      startIndex + config.size    );
    // 缓存最新的列表项高度    updateRenderedItemCache(startIndex);
    // 更新偏移值    updateOffset(offsetHeight - getItemHeightFromCache(startIndex));  };

效果演示

「普通 List 列表」，如下：

const { actualRenderData } = useVirtualList({  data: tableData, // 列表项数据  scrollContainer: ".scroll-container", // 滚动容器  actualHeightContainer: ".actual-height-container", // 渲染实际高度的容器  translateContainer: ".translate-container", // 需要偏移的目标元素,  itmeContainer: '.item',// 列表项  itemHeight: 50,// 列表项的大致高度  size: 10,// 单次渲染数量});

「el-table 组件」，如下：

const { actualRenderData } = useVirtualList({  data: tableData, // 列表项数据  scrollContainer: ".el-scrollbar__wrap", // 滚动容器  actualHeightContainer: ".el-scrollbar__view", // 渲染实际高度的容器  tranlateContainer: ".el-table__body", // 需要偏移的目标元素,  itmeContainer: '.el-table__row',// 列表项  itemHeight: 50,// 列表项的大致高度  size: 10,// 单次渲染数量});

‍完整代码

// useVirtualList.ts
import { ref, onMounted, onBeforeUnmount, watch, nextTick } from "vue";import type { Ref } from "vue";
interface Config {  data: Ref<any[]>; // 数据源  scrollContainer: string; // 滚动容器的元素选择器  actualHeightContainer: string; // 用于撑开高度的元素选择器  translateContainer: string; // 用于偏移的元素选择器  itmeContainer: string;// 列表项选择器  itemHeight: number; // 列表项高度  size: number; // 每次渲染数据量}
type HtmlElType = HTMLElement | null;
export default function useVirtualList(config: Config) {  // 获取元素  let actualHeightContainerEl: HtmlElType = null,    translateContainerEl: HtmlElType = null,    scrollContainerEl: HtmlElType = null;
  onMounted(() => {    actualHeightContainerEl = document.querySelector(      config.actualHeightContainer    );    scrollContainerEl = document.querySelector(config.scrollContainer);    translateContainerEl = document.querySelector(config.translateContainer);  });
  // 数据源，便于后续直接访问  let dataSource: any[] = [];
  // 数据源发生变动  watch(    () => config.data.value,    (newVla) => {      // 更新数据源      dataSource = newVla;
      // 计算需要渲染的数据      updateRenderData(0);    }  );
  // 更新实际高度  const updateActualHeight = () => {    let actualHeight = 0;    dataSource.forEach((_, i) => {      actualHeight += getItemHeightFromCache(i);    });
    actualHeightContainerEl!.style.height = actualHeight + "px";  };
  // 缓存已渲染元素的高度  const RenderedItemsCache: any = {};
  // 更新已渲染列表项的缓存高度  const updateRenderedItemCache = (index: number) => {    // 当所有元素的实际高度更新完毕，就不需要重新计算高度    const shouldUpdate =      Object.keys(RenderedItemsCache).length < dataSource.length;    if (!shouldUpdate) return;
    nextTick(() => {      // 获取所有列表项元素      const Items: HTMLElement[] = Array.from(        document.querySelectorAll(config.itmeContainer)      );
      // 进行缓存      Items.forEach((el) => {        if (!RenderedItemsCache[index]) {          RenderedItemsCache[index] = el.offsetHeight;        }        index++;      });
      // 更新实际高度      updateActualHeight();    });  };
  // 获取缓存高度，无缓存，取配置项的 itemHeight  const getItemHeightFromCache = (index: number | string) => {    const val = RenderedItemsCache[index];    return val === void 0 ? config.itemHeight : val;  };
  // 实际渲染的数据  const actualRenderData: Ref<any[]> = ref([]);
  // 更新实际渲染数据  const updateRenderData = (scrollTop: number) => {    let startIndex = 0;    let offsetHeight = 0;
    for (let i = 0; i < dataSource.length; i++) {      offsetHeight += getItemHeightFromCache(i);
      if (offsetHeight >= scrollTop) {        startIndex = i;        break;      }    }
    // 计算得出的渲染数据    actualRenderData.value = dataSource.slice(      startIndex,      startIndex + config.size    );
    // 缓存最新的列表项高度    updateRenderedItemCache(startIndex);
    // 更新偏移值    updateOffset(offsetHeight - getItemHeightFromCache(startIndex));  };
  // 更新偏移值  const updateOffset = (offset: number) => {    translateContainerEl!.style.transform = `translateY(${offset}px)`;  };
  // 滚动事件  const handleScroll = (e: any) => {    // 渲染正确的数据    updateRenderData(e.target.scrollTop);  };
  // 注册滚动事件  onMounted(() => {    scrollContainerEl?.addEventListener("scroll", handleScroll);  });
  // 移除滚动事件  onBeforeUnmount(() => {    scrollContainerEl?.removeEventListener("scroll", handleScroll);  });
  return { actualRenderData };}

综上，我们通过 「封装 hooks」 将虚拟列表核心逻辑进行抽离，就不用局限于某个组件中，这样就可以支持第三方组件库中的 「List、Select、Table」 等组件，同时也能够支持自定义组件，只要其结构符合即可，这比封装成 「虚拟列表组件」 更合适。

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