React虚拟列表的实现方法

这篇文章给大家分享的是有关React虚拟列表的实现方法的内容。小编觉得挺实用的，因此分享给大家做个参考，一起跟随小编过来看看吧。

1.背景

在开发过程中，总是遇到很多列表的显示。当上数量级别的列表渲染于浏览器，终会导致浏览器的性能下降。如果数据量过大，首先渲染极慢，其次页面直接卡死。当然，你可以选择其他方式避免。例如分页，或者下载文件等等。我们这里讨论如果使用虚拟列表来解决这个问题。

2.什么是虚拟列表

最简单的描述：列表滚动时，变更可视区域内的渲染元素。

通过 [单条数据预估高度] 计算出 [列表总高度]和[可视化区域高度 ]。并在[可视化区域高度]内按需渲染列表。

3.相关概念简介

下面介绍在组件中，很重要的一些参数信息，这里先进行了解，有个印象，后续在使用的时候才比较明朗。

• [单条数据预估高度]： 列表中具体某一条列表的具体高度，它可以是 [固定高度]，也可以是[动态高度]

• [列表总高度]： 当所有数据渲染时，列表的[总高度]

• [可视化区域高度]: 挂在虚拟列表的容器。即列表可见的区域

• [预估显示条数]： 在 [可视化区域高度] 按照 [单条数据预估高度]，可见的数据条数

• [开始索引]: [可视化区域高度] 显示的数据的第一条数据的索引

• [结束索引]: [可视化区域高度] 显示的数据的最后一条数据的索引

• [每条Item 位置缓存]: 因为列表的高度不一定，因此会对每条数据的高度位置进行记录，包括 index索引，top, bottom, lineHeight属性

4.虚拟列表实现

虚拟列表可以简单理解为：当列表发生滚动时，变更[可视化区域高度 ]内的渲染元素，根据上面介绍的相关概念，我们依据这些属性，按照以下步骤进行：

• 传入组件数据 [数据列表(resources)] 和 [预估高度（estimatedItemSize]

• 根据 [数据列表(resources)]和 [预估高度（estimatedItemSize] 计算出每条数据的初始位置（当全部渲染时每条数据的占位）

• 计算出 [列表总高度]

• [可视化区域高度] 通过css控制

• 根据 [可视化区域高度]，计算出可视化区域预估显示条数

• 初始化可视窗口的 [头挂载元素]和[尾挂载元素]，当发生滚动时，根据滚动差值和滚动方向，重新计算[头挂载元素]和[尾挂载元素]。

依据以上的简介步骤，下面开始来实现一个虚拟列表吧。

4.1 驱动开发：参数剖析

1.1 ItemRender

import React, { useState } from 'react';import { VirtualList } from 'biz-web-library';// 定义每一条数据显示的组件const ItemRender = ({ data }) => {  let dindex = parseInt(data);  let lineHeight = dindex % 2 ? '40px' : '80px';  return (    <div style={{ lineHeight, background: dindex % 2 ? '#f5f5f5' : '#fff' }}>      <h4>#{dindex} title name</h4>      <p>尽情地书写你想编写的内容，不局限于页面高度</p>    </div>  );};const ItemRenderMemo = React.memo(ItemRender);

1.2 数据列表初始化

// 初始化列表数据const getDatas = () => {  const datas = [];  for (let i = 0; i < 100000; i++) {    datas.push(`${i} Item`);  }  return datas;};

1.3 如何使用

// 使用虚拟列表export default () => {  let [resources, setResources] = useState([]);  const changeResources = () => {    setResources(getDatas());  };  return (    <div>      <button onClick={changeResources}>click me </button>      <div        style={{          height: '400px',          overflow: 'auto',          border: '1px solid #f5f5f5',          padding: '0 10px',        }}      >        <VirtualList          ItemRender={ItemRenderMemo}          resources={resources}          estimatedItemSize={60}        />      </div>    </div>  );};

4.2 组件初始化计算和布局

现在，如何使用已经知道，那么开始实现我们的组件吧。根据传入的数据源resources和预估高度estimatedItemSize,计算出每一条数据的初始化位置。

// 循环缓存列表的总体初始化高度export const initPositinoCache = (  estimatedItemSize: number = 32,  length: number = 0,) => {  let index = 0,  positions = Array(length);  while (index < length) {    positions[index] = {      index,      height: estimatedItemSize,      top: index * estimatedItemSize,      bottom: (index++ + 1) * estimatedItemSize,    };  }  return positions;};

如果列表每条数据的高度一致，那么这个高度确实是不会改变的。如果每一条数据的高度不固定，那么该位置会在滚动的过程中进行更新。下面统计一些其他需要初始化的参数：

其实对于每一个属性，介绍一下就清楚它的意义所在。但是 [startOffset]这个参数需要重点介绍一下。它就是在滚动过程中，模拟无限滚动的重要属性。它的值，表示我们滚动过程中距离顶部的位置。[startOffset]通过结合[visibleData]达到了无限滚动的效果。
tips: 这里注意 [positions]的位置，相当于一个组件的外部变量。记得不要挂在到组件的static属性上面。

// 缓存所有item的位置let positions: Array<PositionType>;class VirtualList extends React.PureComponent{   constructor(props) {    super(props);    const { resources } = this.props;    // 初始化缓存    positions = initPositinoCache(props.estimatedItemSize, resources.length);    this.state = {      resources,      startOffset: 0,      listHeight: getListHeight(positions),  // positions最后一条数据的bottom属性      scrollRef: React.createRef(),  // 虚拟列表容器ref      items: React.createRef(), // 虚拟列表显示区域ref      visibleCount: 10, // 一页可视区域条数      startIndex: 0, // 可视区域开始索引      endIndex: 10, // // 可视区域结束索引    };  }  // TODO: 隐藏一些其他功能。。。。。  // 布局  render() {  const { ItemRender = ItemRenderComponent, extrea } = this.props;  const { listHeight, startOffset, resources, startIndex, endIndex, items, scrollRef  } = this.state;  let visibleData = resources.slice(startIndex, endIndex);  return (    <div ref={scrollRef} style={{ height: `${listHeight}px` }}>      <ul        ref={items}        style={{          transform: `translate3d(0,${startOffset}px,0)`,        }}      >        {visibleData.map((data, index) => {          return (            <li key={data.id || data.key || index} data-index={`${startIndex + index}`}>              <ItemRender data={data} {...extrea}/>            </li>          );        })}      </ul>    </div>  );  }}

4.3 滚动触发注册事件与更新

将onScroll通过[componentDidMount]注册到dom上。滚动事件中，使用的requestAnimationFrame,该方法是利用浏览器的空余时间进行执行，可以提高代码的性能。大家想进行深入理解，可以去查阅该api的具体使用。

componentDidMount() {  events.on(this.getEl(), 'scroll', this.onScroll, false);  events.on(this.getEl(), 'mousewheel', NOOP, false);  // 根据渲染，计算最新的节点  let visibleCount = Math.ceil(this.getEl().offsetHeight / estimatedItemSize);  if (visibleCount === this.state.visibleCount || visibleCount === 0) {    return;  }  // 因为 visibleCount变更， 更新endIndex, listHeight/ 偏移量  this.updateState({ visibleCount, startIndex: this.state.startIndex });}getEl = () => {    let el = this.state.scrollRef || this.state.items;    let parentEl: any = el.current?.parentElement;    switch (window.getComputedStyle(parentEl)?.overflowY) {      case 'auto':      case 'scroll':      case 'overlay':      case 'visible':        return parentEl;    }    return document.body;};onScroll = () => {    requestAnimationFrame(() => {      let { scrollTop } = this.getEl();      let startIndex = binarySearch(positions, scrollTop);      // 因为 startIndex变更， 更新endIndex, listHeight/ 偏移量      this.updateState({ visibleCount: this.state.visibleCount, startIndex});    });  };

接下来我们分析一下重点步骤。当进行滚动时，我们是可以拿到当前[scrollRef]虚拟列表容器的 [scrollTop],通过该距离和[positions](记录了每个item的所有位置属性),可以拿到该位置的startIndex。这里为提高性能，我们通过二分法查找：

// 工具函数，放入工具文件export const binarySearch = (list: Array<PositionType>, value: number = 0) => {  let start: number = 0;  let end: number = list.length - 1;  let tempIndex = null;  while (start <= end) {    let midIndex = Math.floor((start + end) / 2);    let midValue = list[midIndex].bottom;    // 值相等，则直接返回 查找到的节点（因为是bottom, 因此startIndex应该是下一个节点）    if (midValue === value) {      return midIndex + 1;    }    // 中间值 小于 传入值，则说明 value对应的节点 大于 start, start往后移动一位    else if (midValue < value) {      start = midIndex + 1;    }    // 中间值 大于 传入值，则说明 value 在 中间值之前，end 节点移动到 mid - 1    else if (midValue > value) {      // tempIndex存放最靠近值为value的所有      if (tempIndex === null || tempIndex > midIndex) {        tempIndex = midIndex;      }      end = midIndex - 1;    }  }  return tempIndex;};

获取到startIndex,那么我们就依据startIndex来更新组件State中所有的属性的值。

 updateState = ({ visibleCount, startIndex }) => {    // 根据新计算的节点，更新data数据    this.setState({      startOffset: startIndex >= 1 ? positions[startIndex - 1]?.bottom : 0,      listHeight: getListHeight(positions),      startIndex,      visibleCount,      endIndex: getEndIndex(this.state.resources, startIndex, visibleCount)    });  };// 下面是工具函数，放在其他文件中的export const getListHeight = (positions: Array<PositionType>) => {    let index = positions.length - 1;    return index < 0 ? 0 : positions[index].bottom;  };export const getEndIndex = (  resources: Array<Data>,  startIndex: number,  visibleCount: number,) => {  let resourcesLength = resources.length;  let endIndex = startIndex + visibleCount;  return resourcesLength > 0 ? Math.min(resourcesLength, endIndex) : endIndex;}

4.4 item高度不等更新

至此，我们对于基本的dom进行滚动，数据更新等逻辑完成。但是在测试过程中，会发现，如果高度不等，还没进行更新position等操作呢？这些放在哪里呢？
这里，我们的[componentDidUpdate]就该派上用场了。每一次dom完成渲染，那么此时就应该将显示出来的item的 位置高度信息更新到 [position]属性中。当前 总高度[istHeight] 和偏移量[startOffset]也得同时进行更新。

 componentDidUpdate() {  this.updateHeight();}  updateHeight = () => {  let items: HTMLCollection = this.state.items.current?.children;  if (!items.length) return;  // 更新缓存  updateItemSize(positions, items);  // 更新总高度  let listHeight = getListHeight(positions);  // 更新总偏移量  let startOffset = getStartOffset(this.state.startIndex, positions);  this.setState({    listHeight,    startOffset,  });};// 下面是工具函数，放在其他文件中的export const updateItemSize = (  positions: Array<PositionType>,  items: HTMLCollection,) => {  Array.from(items).forEach(item => {    let index = Number(item.getAttribute('data-index'));    let { height } = item.getBoundingClientRect();    let oldHeight = positions[index].height;    //存在差值, 更新该节点以后所有的节点    let dValue = oldHeight - height;    if (dValue) {      positions[index].bottom = positions[index].bottom - dValue;      positions[index].height = height;      for (let k = index + 1; k < positions.length; k++) {        positions[k].top = positions[k - 1].bottom;        positions[k].bottom = positions[k].bottom - dValue;      }    }  });};//获取当前的偏移量export const getStartOffset = (  startIndex: number,  positions: Array<PositionType> = [],) => {  return startIndex >= 1 ? positions[startIndex - 1]?.bottom : 0;};export const getListHeight = (positions: Array<PositionType>) => {  let index = positions.length - 1;  return index < 0 ? 0 : positions[index].bottom;};

4.5 外部参数数据变更，更新组件数据

当前最后一步，如果我们传入的外部数据源等进行了变更，那么我们就得同步数据。该操作当然是发放在 getDerivedStateFromProps方法完成。

 static getDerivedStateFromProps(    nextProps: VirtualListProps,    prevState: VirtualListState,  ) {    const { resources, estimatedItemSize } = nextProps;    if (resources !== prevState.resources) {      positions = initPositinoCache(estimatedItemSize, resources.length);      // 更新高度      let listHeight = getListHeight(positions);      // 更新总偏移量      let startOffset = getStartOffset(prevState.startIndex, positions);           let endIndex = getEndIndex(resources, prevState.startIndex, prevState.visibleCount);           return {        resources,        listHeight,        startOffset,        endIndex,      };    }    return null;  }

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