在vue和uniapp中实现虚拟列表组件，解决长列表性能问题

最近项目中需要用到列表的展示，且不分页。当数据加载太多时会造成性能问题。因此采用虚拟列表来优化

一、虚拟列表

真实列表：每条数据都展示到html上，数据越多，DOM元素也就越多，性能也就越差。

虚拟列表：只展示部分数据（可见区域展示数据），当屏幕滚动时替换展示的数据，DOM元素的数量是固定的，相比较真实列表更高效。

二、实现思路

难点与思考：

1. 如何计算需要渲染的数据

• 数据可分为总数据，与需要渲染的数据，需要渲染的数据包括了可见区域与缓冲区域的数据
• 通过单条数据占位的高度与可见区域的高度，算出可见区域的列表条数，再往上和往下扩展几条缓冲区域的数据（本次代码是以3倍可见区域的条数作为需要渲染的数据条数）

2. 何时替换数据

• 监听滚动事件，渲染元素的第一条数据滚动出缓冲区域后(也就是可见区域第一个元素的index大于缓冲区域的条数时)，就开始替换数据了，每次往上滑动一个元素，就替换一次数据。

3. 为何需要空白占位，如何计算空白占位的高度

• 由于列表在滚动过程中会替换数据，如果没有空白占位的话，会导致第一个元素消失后，第二个元素立马替换了第一个元素的位置，会导致错位。如下图所示：

• 因此滚动时，需要在元素消失后，补一个相同高度的空白占位
• 上方的空白占位 = 消失的元素个数（也就是第一个渲染元素的index） * 单个元素的高度
• 下方的空白占位 = 剩下需要渲染的元素个数（也就是最后一个元素的index与总数据条数的差值）* 单个元素的高度

其他注意事项：

1. 在使用v-for遍历渲染数据时，key的值使用index，不用item的id，可以避免该dom元素被重新渲染，只替换数据。
2. 下拉加载更多时，不要将整个数据替换了，而是追加到数据的后面，避免之前展示的数据被替换了。
3. 空白占位可以使用padding来占位，也可以使用DOM元素占位，使用DOM元素占位监听滚动事件时，应使用touchmove或mousemove监听，避免dom元素高度变化后，又触发了scroll滚动事件。
4. 监听滚动事件应该采用节流的方式，避免程序频繁执行。
5. 监听滚动时加上passive修饰符，可以提前告知浏览器需要执行preventDefault，使滚动更流畅，具体功能可以参考vue官网。
6. 外层包裹的元素需要有固定高度，并且overflow为auto，才能监听scroll滚动事件。

三、实现

最终实现效果

实现代码

<template>
  <div id="app">
    <!-- 监听滚动事件使用passive修饰符 -->
    <div class="container" ref="container" @scroll.passive="handleScroll">
      <div :style="paddingStyle">
        <!-- key使用index，可避免多次渲染该dom -->
        <div class="box" v-for="(item, index) in showList" :key="index">
          <h2>{{ item.title }} - {{ item.id }}</h2>
          <h3>{{ item.from }}</h3>
        </div>
        <div>到低了~~~</div>
      </div>
    </div>
  </div>
</template>

<script>
import axios from "axios";
export default {
  name: "App",
  data() {
    return {
      allList: [], // 所有数据 
      isRequest: false,// 是否正在请求数据
      oneHeight: 150,  // 单条数据的高度
      showNum: 0,    // 可见区域最多能展示多少条数据
      startIndex: 0,   // 渲染元素的第一个索引
      canScroll: true,  // 可以监听滚动，用于节流
      scrollTop: 0,// 当前滚动高度,再次返回页面时能定位到之前的滚动高度
      lower: 150,// 距离底部多远时触发触底事件
    };
  },
  created() {
    this.getData();// 请求数据
  },
  activited() {
    this.$nextTick(()=>{
      // 定位到之前的高度
      this.$refs.container.scrollTop = this.scrollTop
    })
  },
  mounted() {
    this.canShowNum();  // 获取可见区域能展示多少条数据
    window.onresize = this.canShowNum;  // 监听窗口变化，需要重新计算一屏能展示多少条数据
    window.onorientationchange = this.canShowNum;  // 监听窗口翻转
  },
  computed: {
    // 渲染元素最后的index
    endIndex() {
      // 可见区域，第一个index
      const curIndex = ~~(this.scrollTop / this.oneHeight)
      let end = curIndex + this.showNum * 2; // 2倍是需要预留缓冲区域
      let len = this.allList.length
      return end >= len ? len : end;  // 结束元素大于所有元素的长度时，就取元素长度
    },
    // 需要渲染的数据
    showList() {
      return this.allList.slice(this.startIndex, this.endIndex)
    },
    // 空白占位的高度
    paddingStyle() {
      return {
        paddingTop: this.startIndex * this.oneHeight + 'px',
        paddingBottom: (this.allList.length - this.endIndex) * this.oneHeight + 'px'
      }
    }
  },
  methods: {
    // 请求数据
    getData() {
      this.isRequest = true  // 正在请求中
      axios.get("http://localhost:4000/data?num=10").then((res) => {
        // 将结果追加到allList
        this.allList = [...this.allList, ...res.data.list];
        this.isRequest = false
      });
    },
    // 计算可见区域能展示的条数
    canShowNum() {
      // ~~ 按位两次取反，得到整数
      this.showNum = ~~(this.$refs.container.offsetHeight / this.oneHeight) + 2;
    },
    // 监听滚动
    handleScroll(e) {
      if (this.canScroll) {
        this.canScroll = false
        // 处理数据
        this.handleData(e)
        // 节流
        let timer = setTimeout(() => {
          this.canScroll = true
          clearTimeout(timer)
          timer = null
        }, 30)
      }
    },
    handleData(e) {
      // 记录当前元素滚动的高度
      this.scrollTop = e.target.scrollTop
      // 可见区域第一个元素的index
      const curIndex = ~~(e.target.scrollTop / this.oneHeight)
      // 渲染区域第一个元素的index，这里缓冲区域的列表条数使用的是this.showNum
      this.startIndex = curIndex < this.showNum ? 0 : curIndex - this.showNum
      // 滚动距离底部，还有this.lower距离时，触发触底事件，正在请求中不发送数据
      if (e.target.scrollTop + e.target.clientHeight >= e.target.scrollHeight - this.lower && !this.isRequest) {
        this.getData()
      }
    }
  },
};
</script>

<style>
#app {
  height: 100vh;
}
.container {
  height: 100%;
  /* 设置overflow为auto才能监听scroll滚动事件 */
  overflow: auto;
}
.box {
  width: 96vw;
  height: 150px;
  background: #eee;
  border: 2px navajowhite solid;
  box-sizing: border-box;
}
</style>

模拟数据的后端代码

• 这是本次用于模拟后端数据的代码，采用mock和express。

const Mock = require('mockjs')
const express = require('express')
const app = express()

let sum = 1 // mock的ID

// 根据入参生成num条模拟数据
function generatorList(num) {
  return Mock.mock({
    [`list|${num}`]: [
      {
        'id|+1': sum,
        title: "@ctitle(15,25)",
        from: "@ctitle(3,10)",
      }
    ]
  })
}
// 允许跨域
app.all('*', function (req, res, next) {
  res.setHeader("Access-Control-Allow-Origin", '*');
  res.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", '*');
  res.setHeader("Access-Control-Allow-Method", '*');
  next()
})
app.get('/data', function (req, res) {
  const { num } = req.query
  const data = generatorList(num)
  sum += parseInt(num)
  return res.send(data)
})
const server = app.listen(4000, function () {
  console.log('4000端口正在监听~~')
})

四、封装为组件

也可以封装为插件，此处为了方便就封装为组件

props：

1. allList ： 所有数据
2. oneHeight ： 单条元素的高度
3. lower ： 距离底部多远时触发触底事件，默认50

event：

• @scrollLower ： 触底时触发

虚拟列表组件代码

<template>
    <!-- 监听滚动事件使用passive修饰符 -->
    <div class="container" ref="container" @scroll.passive="handleScroll">
      <div :style="paddingStyle">
        <!-- key使用index，可避免多次渲染该dom -->
        <div v-for="(item, index) in showList" :key="index">
          <!-- 使用作用域插槽，将遍历后的数据item和index传递出去 -->
          <slot :item="item" :$index="index"></slot>
        </div>
        <div>到低了~~~</div>
      </div>
    </div>
</template>

<script>
export default {
  name: "App",
  props:{
    // 所有数据
    allList:{
      type:Array,
      default(){
        return []
      }
    },
    // 单条数据的高度
    oneHeight:{
      type:Number,
      default:0
    },
    // 距离底部多远时触发触底事件
    lower:{
      type:Number,
      default:50
    }
  },
  data() {
    return {
      showNum: 0,    // 可见区域最多能展示多少条数据
      startIndex: 0,   // 渲染元素的第一个索引
      canScroll: true,  // 可以监听滚动，用于节流
      scrollTop: 0,// 当前滚动高度,再次返回页面时能定位到之前的滚动高度
    };
  },
  activited() {
    this.$nextTick(()=>{
      // 定位到之前的高度
      this.$refs.container.scrollTop = this.scrollTop
    })
  },
  mounted() {
    this.canShowNum();  // 获取可见区域能展示多少条数据
    window.onresize = this.canShowNum;  // 监听窗口变化，需要重新计算一屏能展示多少条数据
    window.onorientationchange = this.canShowNum;  // 监听窗口翻转
  },
  computed: {
    // 渲染元素最后的index
    endIndex() {
      // 可见区域，第一个index
      const curIndex = ~~(this.scrollTop / this.oneHeight)
      let end = curIndex + this.showNum * 2; // 2倍是需要预留缓冲区域
      let len = this.allList.length
      return end >= len ? len : end;  // 结束元素大于所有元素的长度时，就取元素长度
    },
    // 需要渲染的数据
    showList() {
      return this.allList.slice(this.startIndex, this.endIndex)
    },
    // 空白占位的高度
    paddingStyle() {
      return {
        paddingTop: this.startIndex * this.oneHeight + 'px',
        paddingBottom: (this.allList.length - this.endIndex) * this.oneHeight + 'px'
      }
    }
  },
  methods: {
    // 计算可见区域能展示的条数
    canShowNum() {
      // ~~ 按位两次取反，得到整数
      this.showNum = ~~(this.$refs.container.offsetHeight / this.oneHeight) + 2;
    },
    // 监听滚动
    handleScroll(e) {
      if (this.canScroll) {
        this.canScroll = false
        // 处理数据
        this.handleData(e)
        // 节流
        let timer = setTimeout(() => {
          this.canScroll = true
          clearTimeout(timer)
          timer = null
        }, 30)
      }
    },
    handleData(e) {
      // 记录当前元素滚动的高度
      this.scrollTop = e.target.scrollTop
      // 可见区域第一个元素的index
      const curIndex = ~~(e.target.scrollTop / this.oneHeight)
      // 渲染区域第一个元素的index，这里缓冲区域的列表条数使用的是this.showNum
      this.startIndex = curIndex < this.showNum ? 0 : curIndex - this.showNum
      // 滚动距离底部，还有this.lower距离时，触发触底事件，正在请求中不发送数据
      if (e.target.scrollTop + e.target.clientHeight >= e.target.scrollHeight - this.lower) {
        this.$emit('scrollLower') // 传递触底事件
      }
    }
  },
};
</script>

<style>
.container {
  height: 100%;
  /* 设置overflow为auto才能监听scroll滚动事件 */
  overflow: auto;
}
</style>

使用代码

<template>
  <div id="app">
    <VScroll :allList="allList" :oneHeight="150" :lower="150" @scrollLower="scrollLower">
      <!-- 作用域插槽，使用slot-scope取出在组件中遍历的数据 -->
      <template slot-scope="{item}">
        <div class="box">
          <h2>{{ item.title }} - {{ item.id }}</h2>
          <h3>{{ item.from }}</h3>
        </div>
      </template>
    </VScroll>
  </div>
</template>

<script>
import axios from "axios";
import VScroll from "./components/VScroll.vue";
export default {
  name: "App",
  data() {
    return {
      allList: [], // 所有数据
      isRequest: false  // 是否正在请求数据
    };
  },
  created() {
    this.getData(); // 请求数据
  },
  methods: {
    // 请求数据
    getData() {
      this.isRequest = true; // 正在请求中
      axios.get("http://localhost:4000/data?num=10").then((res) => {
        // 将结果追加到allList
        this.allList = [...this.allList, ...res.data.list];
        this.isRequest = false;
      });
    },
    // 滚动到底部
    scrollLower() {
      if (!this.isRequest) this.getData()
    }
  },
  components: { VScroll }
};
</script>

<style>
#app {
  height: 100vh;
}
.box {
  width: 96vw;
  height: 150px;
  background: #eee;
  border: 2px navajowhite solid;
  box-sizing: border-box;
}
</style>

五、在uniapp中封装组件

由于最近在开发一个app项目，uniapp的list长列表组件只能支持nvue，且app存在兼容性问题，无法通过event获取滚动高度，所以结合了uniapp内置的scroll-view，与上述功能，完成了一个简单的长列表展示组件

scroll-view请用法参考uniapp官网，如需要使用scroll-view中的其他功能，可以自行增加，比如下拉刷新，上拉加载更多等

<template>
    <!-- @scrolltolower触底事件，@scroll滚动事件 -->
    <scroll-view scroll-y="true" :style="{height: containerHeight+'px'}" 
        @scroll="scrollTop = $event.detail.scrollTop" 
        @scrolltolower="$emit('@scrolltolower')">
        <!-- 监听滚动事件使用passive修饰符 -->
        <view :style="paddingStyle">
            <!-- key使用index，可避免多次渲染该dom -->
            <view id="box" v-for="(item, index) in showList" :key="index">
                <!-- 使用作用域插槽，将遍历后的数据item和index传递出去 -->
                <slot :item="item" :$index="index"></slot>
            </view>
        </view>
    </scroll-view>
</template>

<script>
export default {
    name: "App",
    props: {
        // 所有数据
        allList: {
            type: Array,
            default () {
                return []
            }
        },
        // 容器高度
        containerHeight: {
            type: Number,
            default: 0
        },
    },
    data() {
        return {
                oneHeight: 200, // 单个元素的高度,默认200.在mounted中会再次回去单个元素高度
                scrollTop:0 // 滚动距离
        };
    },
    mounted() {
        // 计算单个元素的高度
        this.$nextTick(() => {
            // uniapp中获取高度的兼容写法
            const query = uni.createSelectorQuery();
            query.select('#box').boundingClientRect(data => {
                    this.oneHeight = data.height
            }).exec();
        })
    },
    computed: {
        // 一屏多少条数据
        showNum() {
            return ~~(this.containerHeight / this.oneHeight) + 2;
        },
        // 开始索引
        startIndex() {
            // 可见区域，第一个元素的index
            const curIndex = ~~(this.scrollTop / this.oneHeight)
            // console.log(this.showNum, this.oneHeight)
            // 渲染区域第一个元素的index，这里缓冲区域的列表条数使用的是this.showNum
            return curIndex < this.showNum ? 0 : curIndex - this.showNum
        },
        // 渲染元素最后的index
        endIndex() {
            // 可见区域，第一个index
            const curIndex = ~~(this.scrollTop / this.oneHeight)
            let end = curIndex + this.showNum * 2; // 2倍是需要预留缓冲区域
            let len = this.allList.length
            return end >= len ? len : end; // 结束元素大于所有元素的长度时，就取元素长度
        },
        // 需要渲染的数据
        showList() {
            return this.allList.slice(this.startIndex, this.endIndex)
        },
        // 空白占位的高度
        paddingStyle() {
            return {
                paddingTop: this.startIndex * this.oneHeight + 'px',
                paddingBottom: (this.allList.length - this.endIndex) * this.oneHeight + 'px'
            }
        }
    },
};
</script>