前言

在實(shí)際工作中，我們很少會(huì)遇到一次性需要向頁(yè)面中插入大量數(shù)據(jù)的情況，但是為了豐富我們的知識(shí)體系，我們有必要了解并清楚當(dāng)遇到大量數(shù)據(jù)時(shí)，如何才能在不卡主頁(yè)面的情況下渲染數(shù)據(jù)，以及其中背后的原理。

對(duì)于一次性插入大量數(shù)據(jù)的情況，一般有兩種做法：

• 時(shí)間分片
• 虛擬列表

本文作為開篇，著重來(lái)介紹如何使用時(shí)間分片的方式來(lái)渲染大量數(shù)據(jù)，虛擬列表相關(guān)的內(nèi)容，參見「前端進(jìn)階」高性能渲染十萬(wàn)條數(shù)據(jù)(虛擬列表)

最粗暴的做法（一次性渲染）

我們先來(lái)看看最粗暴的做法，一次性將大量數(shù)據(jù)插入到頁(yè)面中：

<ul id="container"></ul>

// 記錄任務(wù)開始時(shí)間
let now = Date.now();
// 插入十萬(wàn)條數(shù)據(jù)
const total = 100000;
// 獲取容器
let ul = document.getElementById('container');
// 將數(shù)據(jù)插入容器中
for (let i = 0; i < total; i++) {
    let li = document.createElement('li');
    li.innerText = ~~(Math.random() * total)
    ul.appendChild(li);
}
console.log('JS運(yùn)行時(shí)間：',Date.now() - now);
setTimeout(()=>{
  console.log('總運(yùn)行時(shí)間：',Date.now() - now);
},0)
// print: JS運(yùn)行時(shí)間： 187
// print: 總運(yùn)行時(shí)間： 2844

我們對(duì)十萬(wàn)條記錄進(jìn)行循環(huán)操作，JS的運(yùn)行時(shí)間為187ms，還是蠻快的，但是最終渲染完成后的總時(shí)間確是2844ms。

簡(jiǎn)單說(shuō)明一下，為何兩次console.log的結(jié)果時(shí)間差異巨大，并且是如何簡(jiǎn)單來(lái)統(tǒng)計(jì)JS運(yùn)行時(shí)間和總渲染時(shí)間：

• 在 JS 的Event Loop中，當(dāng)JS引擎所管理的執(zhí)行棧中的事件以及所有微任務(wù)事件全部執(zhí)行完后，才會(huì)觸發(fā)渲染線程對(duì)頁(yè)面進(jìn)行渲染
• 第一個(gè)console.log的觸發(fā)時(shí)間是在頁(yè)面進(jìn)行渲染之前，此時(shí)得到的間隔時(shí)間為JS運(yùn)行所需要的時(shí)間
• 第二個(gè)console.log是放到 setTimeout 中的，它的觸發(fā)時(shí)間是在渲染完成，在下一次Event Loop中執(zhí)行的

關(guān)于Event Loop的詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參見這篇文章-->JS進(jìn)階之從多線程到Event Loop全面梳理

依照兩次console.log的結(jié)果，可以得出結(jié)論：

對(duì)于大量數(shù)據(jù)渲染的時(shí)候，JS運(yùn)算并不是性能的瓶頸，性能的瓶頸主要在于渲染階段

使用定時(shí)器

從上面的例子，我們已經(jīng)知道，頁(yè)面的卡頓是由于同時(shí)渲染大量DOM所引起的，所以我們考慮將渲染過(guò)程分批進(jìn)行

在這里，我們使用setTimeout來(lái)實(shí)現(xiàn)分批渲染

<ul id="container"></ul>

//需要插入的容器
let ul = document.getElementById('container');
// 插入十萬(wàn)條數(shù)據(jù)
let total = 100000;
// 一次插入 20 條
let once = 20;
//總頁(yè)數(shù)
let page = total/once
//每條記錄的索引
let index = 0;
//循環(huán)加載數(shù)據(jù)
function loop(curTotal,curIndex){
    if(curTotal <= 0){
        return false;
    }
    //每頁(yè)多少條
    let pageCount = Math.min(curTotal , once);
    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)
    },0)
}
loop(total,index);

用一個(gè)gif圖來(lái)看一下效果

我們可以看到，頁(yè)面加載的時(shí)間已經(jīng)非?？炝?，每次刷新時(shí)可以很快的看到第一屏的所有數(shù)據(jù)，但是當(dāng)我們快速滾動(dòng)頁(yè)面的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)頁(yè)面出現(xiàn)閃屏或白屏的現(xiàn)象

為什么會(huì)出現(xiàn)閃屏現(xiàn)象呢

首先，理清一些概念。FPS表示的是每秒鐘畫面更新次數(shù)。我們平時(shí)所看到的連續(xù)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量。

大多數(shù)電腦顯示器的刷新頻率是60Hz，大概相當(dāng)于每秒鐘重繪60次，FPS為60frame/s，為這個(gè)值的設(shè)定受屏幕分辨率、屏幕尺寸和顯卡的影響。

因此，當(dāng)你對(duì)著電腦屏幕什么也不做的情況下，大多顯示器也會(huì)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(jué)不到這個(gè)變化？

那是因?yàn)槿说难劬τ幸曈X(jué)停留效應(yīng)，即前一副畫面留在大腦的印象還沒(méi)消失，緊接著后一副畫面就跟上來(lái)了， 這中間只間隔了16.7ms(1000/60≈16.7)，所以會(huì)讓你誤以為屏幕上的圖像是靜止不動(dòng)的。

而屏幕給你的這種感覺(jué)是對(duì)的，試想一下，如果刷新頻率變成1次/秒，屏幕上的圖像就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的閃爍， 這樣就很容易引起眼睛疲勞、酸痛和頭暈?zāi)垦５劝Y狀。

大多數(shù)瀏覽器都會(huì)對(duì)重繪操作加以限制，不超過(guò)顯示器的重繪頻率，因?yàn)榧词钩^(guò)那個(gè)頻率用戶體驗(yàn)也不會(huì)有提升。 因此，最平滑動(dòng)畫的最佳循環(huán)間隔是1000ms/60，約等于16.6ms。

直觀感受，不同幀率的體驗(yàn)：

• 幀率能夠達(dá)到 50 ～ 60 FPS 的動(dòng)畫將會(huì)相當(dāng)流暢，讓人倍感舒適；
• 幀率在 30 ～ 50 FPS 之間的動(dòng)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(dòng)畫，讓人感覺(jué)到明顯的卡頓和不適感；
• 幀率波動(dòng)很大的動(dòng)畫，亦會(huì)使人感覺(jué)到卡頓。

簡(jiǎn)單聊一下 setTimeout 和閃屏現(xiàn)象

• setTimeout的執(zhí)行時(shí)間并不是確定的。在JS中，setTimeout任務(wù)被放進(jìn)事件隊(duì)列中，只有主線程執(zhí)行完才會(huì)去檢查事件隊(duì)列中的任務(wù)是否需要執(zhí)行，因此setTimeout的實(shí)際執(zhí)行時(shí)間可能會(huì)比其設(shè)定的時(shí)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(shè)備的刷新頻率可能會(huì)不同，而setTimeout只能設(shè)置一個(gè)固定時(shí)間間隔，這個(gè)時(shí)間不一定和屏幕的刷新時(shí)間相同。

以上兩種情況都會(huì)導(dǎo)致setTimeout的執(zhí)行步調(diào)和屏幕的刷新步調(diào)不一致。

在setTimeout中對(duì)dom進(jìn)行操作，必須要等到屏幕下次繪制時(shí)才能更新到屏幕上，如果兩者步調(diào)不一致，就可能導(dǎo)致中間某一幀的操作被跨越過(guò)去，而直接更新下一幀的元素，從而導(dǎo)致丟幀現(xiàn)象。

使用 requestAnimationFrame

與setTimeout相比，requestAnimationFrame最大的優(yōu)勢(shì)是由系統(tǒng)來(lái)決定回調(diào)函數(shù)的執(zhí)行時(shí)機(jī)。

如果屏幕刷新率是60Hz,那么回調(diào)函數(shù)就每16.7ms被執(zhí)行一次，如果刷新率是75Hz，那么這個(gè)時(shí)間間隔就變成了1000/75=13.3ms，換句話說(shuō)就是，requestAnimationFrame的步伐跟著系統(tǒng)的刷新步伐走。它能保證回調(diào)函數(shù)在屏幕每一次的刷新間隔中只被執(zhí)行一次，這樣就不會(huì)引起丟幀現(xiàn)象。

我們使用requestAnimationFrame來(lái)進(jìn)行分批渲染：

<ul id="container"></ul>

//需要插入的容器
let ul = document.getElementById('container');
// 插入十萬(wàn)條數(shù)據(jù)
let total = 100000;
// 一次插入 20 條
let once = 20;
//總頁(yè)數(shù)
let page = total/once
//每條記錄的索引
let index = 0;
//循環(huán)加載數(shù)據(jù)
function loop(curTotal,curIndex){
    if(curTotal <= 0){
        return false;
    }
    //每頁(yè)多少條
    let pageCount = Math.min(curTotal , once);
    window.requestAnimationFrame(function(){
        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);

看下效果

我們可以看到，頁(yè)面加載的速度很快，并且滾動(dòng)的時(shí)候，也很流暢沒(méi)有出現(xiàn)閃爍丟幀的現(xiàn)象。

這就結(jié)束了么，還可以再優(yōu)化么？

當(dāng)然~~

使用 DocumentFragment

先解釋一下什么是 DocumentFragment ，文獻(xiàn)引用自MDN

DocumentFragment，文檔片段接口，表示一個(gè)沒(méi)有父級(jí)文件的最小文檔對(duì)象。它被作為一個(gè)輕量版的Document使用，用于存儲(chǔ)已排好版的或尚未打理好格式的XML片段。最大的區(qū)別是因?yàn)镈ocumentFragment不是真實(shí)DOM樹的一部分，它的變化不會(huì)觸發(fā)DOM樹的（重新渲染) ，且不會(huì)導(dǎo)致性能等問(wèn)題。

可以使用document.createDocumentFragment方法或者構(gòu)造函數(shù)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)空的DocumentFragment

從MDN的說(shuō)明中，我們得知DocumentFragments是DOM節(jié)點(diǎn)，但并不是DOM樹的一部分，可以認(rèn)為是存在內(nèi)存中的，所以將子元素插入到文檔片段時(shí)不會(huì)引起頁(yè)面回流。

當(dāng)append元素到document中時(shí)，被append進(jìn)去的元素的樣式表的計(jì)算是同步發(fā)生的，此時(shí)調(diào)用 getComputedStyle 可以得到樣式的計(jì)算值。而append元素到documentFragment 中時(shí)，是不會(huì)計(jì)算元素的樣式表，所以documentFragment 性能更優(yōu)。當(dāng)然現(xiàn)在瀏覽器的優(yōu)化已經(jīng)做的很好了，當(dāng)append元素到document中后，沒(méi)有訪問(wèn) getComputedStyle 之類的方法時(shí)，現(xiàn)代瀏覽器也可以把樣式表的計(jì)算推遲到腳本執(zhí)行之后。

最后修改代碼如下：

<ul id="container"></ul>

//需要插入的容器
let ul = document.getElementById('container');
// 插入十萬(wàn)條數(shù)據(jù)
let total = 100000;
// 一次插入 20 條
let once = 20;
//總頁(yè)數(shù)
let page = total/once
//每條記錄的索引
let index = 0;
//循環(huán)加載數(shù)據(jù)
function loop(curTotal,curIndex){
    if(curTotal <= 0){
        return false;
    }
    //每頁(yè)多少條
    let pageCount = Math.min(curTotal , once);
    window.requestAnimationFrame(function(){
        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)
        }
        ul.appendChild(fragment)
        loop(curTotal - pageCount,curIndex + pageCount)
    })
}
loop(total,index);

到此這篇關(guān)于JavaScript利用時(shí)間分片實(shí)現(xiàn)高性能渲染數(shù)據(jù)詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JavaScript渲染數(shù)據(jù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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