Virtuaalne kerimine: suurte loendite ligipääsetavuse optimeerimine globaalsetes rakendustes

Tänapäeva andmerikkas keskkonnas peavad veebirakendused sageli kuvama tohutuid teabeloendeid. Mõelge globaalsele e-kaubanduse platvormile, mis esitleb tuhandeid tooteid, finantsrakendusele, mis kuvab aastatepikkust tehingute ajalugu, või sotsiaalmeedia voogu lõputu postituste jadaga. Kõigi nende loendite korraga renderdamine võib tõsiselt mõjutada jõudlust, põhjustades aeglaseid laadimisaegu ja halva kasutajakogemuse, eriti vanemate seadmete või piiratud ribalaiusega kasutajate jaoks. Lisaks tekitab täieliku loendi renderdamine märkimisväärseid ligipääsetavuse probleeme. Siin tulebki mängu virtuaalne kerimine (ingl k windowing). See on kriitiline tehnika suurte andmehulkade renderdamise optimeerimiseks, parandades nii jõudlust kui ka ligipääsetavust globaalsele kasutajaskonnale.

Mis on virtuaalne kerimine?

Virtuaalne kerimine on renderdamistehnika, mis kuvab kasutajale ainult pika loendi või tabeli nähtava osa. Selle asemel, et renderdada kõik elemendid korraga, renderdab see ainult need elemendid, mis on hetkel kasutaja vaateaknas (ingl k viewport), pluss väike puhver elemente vaateakna kohal ja all. Kui kasutaja kerib, uuendab virtualiseeritud loend dünaamiliselt kuvatavaid elemente, et kajastada uut vaateakna asukohta. See loob illusiooni sujuvast kerimiskogemusest, vähendades samal ajal märkimisväärselt DOM-elementide arvu, mida brauser peab haldama.

Kujutage ette kataloogi, mis sisaldab sadu tuhandeid raamatuid ülemaailmsetelt kirjastajatelt. Ilma virtuaalse kerimiseta üritaks brauser renderdada kogu kataloogi korraga, põhjustades märkimisväärseid jõudlusprobleeme. Virtuaalse kerimisega renderdatakse ainult need raamatud, mis on kasutaja ekraanil hetkel nähtavad, vähendades oluliselt esialgset laadimisaega ja parandades reageerimisvõimet.

Virtuaalse kerimise eelised

• Parem jõudlus: Renderdades ainult nähtavaid elemente, vähendab virtuaalne kerimine märkimisväärselt DOM-i manipulatsioonide hulka, mis viib kiiremate laadimisaegade ja sujuvama kerimiseni, mis on eriti oluline piiratud internetikiirusega piirkondades.
• Vähenenud mälukasutus: Vähem DOM-elemente tähendab väiksemat mälukasutust, mis on eriti oluline vanemate seadmete või madalama klassi riistvaraga kasutajate jaoks, mis võivad teatud globaalsetes piirkondades olla levinumad.
• Parendatud kasutajakogemus: Kiiremad laadimisajad ja sujuvam kerimine pakuvad kasutajale reageerivamat ja meeldivamat kogemust, olenemata nende asukohast või seadmest.
• Parem ligipääsetavus: Õigesti rakendatuna võib virtuaalne kerimine oluliselt parandada ligipääsetavust kasutajatele, kes toetuvad abistavatele tehnoloogiatele, näiteks ekraanilugejatele. Ainult väikese osa loendi korraga renderdamine võimaldab ekraanilugejatel sisu tõhusamalt töödelda ja pakkuda paremat navigeerimiskogemust.
• Skaleeritavus: Virtuaalne kerimine võimaldab rakendustel käsitleda erakordselt suuri andmehulki ilma jõudluse halvenemiseta, muutes selle sobivaks rakendustele, mis peavad skaleeruma miljonite kasutajate ja miljardite andmepunktideni.

Ligipääsetavuse kaalutlused

Kuigi virtuaalne kerimine pakub märkimisväärseid jõudluseeliseid, on oluline see rakendada ligipääsetavust silmas pidades. Halvasti rakendatud virtuaalne kerimine võib luua olulisi takistusi abistavate tehnoloogiate kasutajatele.

Peamised ligipääsetavuse kaalutlused:

• Klaviatuuriga navigeerimine: Veenduge, et kasutajad saaksid loendis navigeerida klaviatuuri abil. Fookuse haldamine on ülioluline – fookus peaks jääma nähtavate elementide piiresse, kui kasutaja kerib.
• Ekraanilugeja ühilduvus: Kasutage asjakohaseid ARIA (Accessible Rich Internet Applications) atribuute, et edastada virtualiseeritud loendi struktuur ja olek ekraanilugejatele. Kasutage aria-live atribuuti, et teavitada nähtava sisu muudatustest.
• Fookuse haldamine: Rakendage robustne fookuse haldamine, et tagada fookuse püsimine alati hetkel renderdatud elementide piires. Kui kasutaja kerib, peaks fookus vastavalt liikuma.
• Järjepidev renderdamine: Veenduge, et loendi visuaalne välimus jääb kasutaja kerimisel järjepidevaks. Vältige äkilisi hüppeid või tõrkeid, mis võivad kasutaja kogemust häirida.
• Semantiline struktuur: Kasutage semantilisi HTML-elemente (nt <ul>, <li>, <table>, <tr>, <td>), et anda loendile selge ja tähendusrikas struktuur. See aitab ekraanilugejatel sisu õigesti tõlgendada.
• ARIA atribuudid: Kasutage ARIA atribuute virtualiseeritud loendi ligipääsetavuse parandamiseks. Kaaluge järgmisi atribuute:
  • aria-label: Annab loendile kirjeldava sildi.
  • aria-describedby: Seostab loendi kirjeldava elemendiga.
  • aria-live="polite": Teatab loendi sisu muudatustest mittepealetükkival viisil.
  • aria-atomic="true": Tagab, et kogu loendi sisu teatatakse, kui see muutub.
  • aria-relevant="additions text": Määrab, millist tüüpi muudatustest tuleks teatada (nt uute elementide lisamine, tekstisisu muudatused).
• Testimine abistavate tehnoloogiatega: Testige virtualiseeritud loendit põhjalikult erinevate ekraanilugejatega (nt NVDA, JAWS, VoiceOver) ja muude abistavate tehnoloogiatega, et tagada selle täielik ligipääsetavus.
• Rahvusvahelistamine (i18n) ja lokaliseerimine (l10n): Rahvusvahelise publikuga tegeledes veenduge, et virtuaalse kerimise rakendus arvestaks erinevate tekstisuundadega (nt vasakult paremale ja paremalt vasakule) ning kuupäeva/numbrivormingutega. Näiteks finantsrakendus, mis kuvab tehingute ajalugu, peab kuvama valuutasümboleid ja kuupäevavorminguid korrektselt vastavalt kasutaja lokaadile.

Näide: klaviatuuriga navigeerimise parandamine

Mõelge e-poe saidil olevale virtualiseeritud toodete loendile. Klaviatuuriga navigeeriv kasutaja peaks saama hõlpsasti fookust liigutada nähtavas vaateaknas olevate toodete vahel. Kui kasutaja kerib loendit klaviatuuri abil (nt nooleklahvidega), peaks fookus automaatselt nihkuma järgmisele nähtavale ilmuvale tootele. Seda on võimalik saavutada JavaScripti abil, et hallata fookust ja uuendada vastavalt vaateakent.

Rakendamise tehnikad

Virtuaalse kerimise rakendamiseks saab kasutada mitmeid tehnikaid. Tehnika valik sõltub rakenduse konkreetsetest nõuetest ja kasutatavast raamistikust.

1. DOM-i manipuleerimine

See lähenemine hõlmab DOM-i otsest manipuleerimist, et lisada ja eemaldada elemente kasutaja kerimisel. See annab kõrge kontrolli renderdamisprotsessi üle, kuid võib olla keerulisem rakendada ja hooldada.

Näide (kontseptuaalne):

function updateViewport(scrollTop) {
  const startIndex = Math.floor(scrollTop / itemHeight);
  const endIndex = startIndex + visibleItemCount;

  // Eemalda elemendid, mis pole enam nähtavad
  // Lisa elemendid, mis on muutunud nähtavaks

  // Uuenda nähtavate elementide sisu
}

2. CSS-i teisendused

See lähenemine kasutab CSS-i teisendusi (nt translateY), et paigutada nähtavad elemendid konteinerelemendi sees. See võib olla tõhusam kui DOM-i manipuleerimine, kuid nõuab teisendusväärtuste hoolikat haldamist.

Näide (kontseptuaalne):

function updateViewport(scrollTop) {
  const translateY = -scrollTop;
  container.style.transform = `translateY(${translateY}px)`;
}

3. Raamistikupõhised lahendused

Paljud populaarsed front-end raamistikud pakuvad sisseehitatud komponente või teeke, mis lihtsustavad virtuaalse kerimise rakendamist. Need lahendused pakuvad sageli optimeeritud renderdamis- ja ligipääsetavusfunktsioone kohe karbist võttes.

• React: react-window, react-virtualized
• Angular: @angular/cdk/scrolling
• Vue.js: vue-virtual-scroller

Need teegid pakuvad komponente, mis tegelevad virtuaalse kerimise keerukustega, võimaldades arendajatel keskenduda rakenduse loogikale. Tavaliselt pakuvad nad selliseid funktsioone nagu:

• Dünaamiline elemendi kõrguse arvutamine
• Klaviatuuriga navigeerimise tugi
• Ligipääsetavuse täiustused
• Kohandatavad renderdamisvalikud

Koodinäited (React)

Illustreerime, kuidas rakendada virtuaalset kerimist, kasutades react-window teeki Reactis.

Näide 1: Lihtne virtualiseeritud loend

import React from 'react';
import { FixedSizeList as List } from 'react-window';

const Row = ({ index, style }) => (
  

    Row {index}
  
);

const MyList = () => (
  
    {Row}
  
);

export default MyList;

See näide loob lihtsa virtualiseeritud loendi 1000 elemendiga. Komponent FixedSizeList renderdab ainult nähtavaid elemente, pakkudes sujuvat kerimiskogemust.

Näide 2: Kohandatud elemendi renderdamine

import React from 'react';
import { FixedSizeList as List } from 'react-window';

const Row = ({ index, style, data }) => {
  const item = data[index];
  return (
    

      {item.name} - {item.description}
    
  );
};

const MyList = ({ items }) => (
  
    {Row}
  
);

export default MyList;

See näide demonstreerib, kuidas renderdada kohandatud elemente andmetega. Atribuuti itemData kasutatakse andmete edastamiseks komponendile Row.

Rahvusvahelistamise ja lokaliseerimise kaalutlused

Globaalsetele rakendustele virtuaalse kerimise rakendamisel on oluline arvestada rahvusvahelistamise (i18n) ja lokaliseerimise (l10n) kaalutlustega, et tagada rakenduse korrektne toimimine erinevates keeltes ja piirkondades.

• Tekstisuund: Mõned keeled kirjutatakse paremalt vasakule (RTL). Veenduge, et virtuaalse kerimise rakendus käsitleb RTL-tekstisuunda korrektselt. CSS-i loogilised omadused (nt margin-inline-start, margin-inline-end) võivad selles osas abiks olla.
• Kuupäeva- ja numbrivormingud: Kuvage kuupäevad ja numbrid kasutaja lokaadile vastavas korrektses vormingus. Kasutage rahvusvahelistamise teeke (nt JavaScripti Intl API), et vormindada kuupäevi, numbreid ja valuutasid. Näiteks mõnes Euroopa riigis vormindatakse kuupäevad DD/MM/YYYY, samas kui Ameerika Ühendriikides vormindatakse need MM/DD/YYYY.
• Valuutasümbolid: Kuvage valuutasümbolid korrektselt vastavalt kasutaja lokaadile. Hind $100.00 USD peaks olema kuvatud erinevalt sõltuvalt kasutaja asukohast ja eelistatud valuutast.
• Fonditugi: Veenduge, et virtualiseeritud loendis kasutatavad fondid toetaksid erinevates keeltes kasutatavaid märke. Kasutage veebifonte, et tagada õigete fontide kättesaadavus kõigile kasutajatele.
• Tõlge: Tõlkige kogu virtualiseeritud loendi tekstisisu kasutaja keelde. Kasutage tõlgete haldamiseks tõlketeeke või -teenuseid.
• Vertikaalsed kirjutusrežiimid: Mõnda Ida-Aasia keelt (nt jaapani, hiina) saab kirjutada vertikaalselt. Kaaluge vertikaalsete kirjutusrežiimide toetamist, kui teie rakendus peab kuvama sisu nendes keeltes.

Testimine ja optimeerimine

Pärast virtuaalse kerimise rakendamist on oluline implementatsiooni testida ja optimeerida, et tagada parim võimalik jõudlus ja ligipääsetavus.

• Jõudluse testimine: Kasutage brauseri arendaja tööriistu, et profileerida virtualiseeritud loendi jõudlust. Tuvastage kõik jõudluse kitsaskohad ja optimeerige koodi vastavalt. Pöörake tähelepanu renderdamisaegadele, mälukasutusele ja protsessori kasutusele.
• Ligipääsetavuse testimine: Testige virtualiseeritud loendit erinevate ekraanilugejate ja muude abistavate tehnoloogiatega, et tagada selle täielik ligipääsetavus. Kasutage ligipääsetavuse testimise tööriistu, et tuvastada kõik ligipääsetavuse probleemid.
• Brauseriteülene testimine: Testige virtualiseeritud loendit erinevates brauserites ja operatsioonisüsteemides, et tagada selle korrektne toimimine kõigis keskkondades.
• Seadmetestimine: Testige virtualiseeritud loendit erinevatel seadmetel (nt lauaarvutid, sülearvutid, tahvelarvutid, nutitelefonid), et tagada hea kasutajakogemus kõigil seadmetel. Pöörake tähelepanu jõudlusele madalama klassi seadmetes.
• Laadurdamine (lazy loading): Kaaluge laadurdamise kasutamist piltide ja muude varade laadimiseks virtualiseeritud loendis alles siis, kui need muutuvad nähtavaks. See võib jõudlust veelgi parandada.
• Koodi tükeldamine: Kasutage koodi tükeldamist, et jagada rakenduse kood väiksemateks osadeks, mida saab laadida nõudmisel. See võib vähendada rakenduse esialgset laadimisaega.
• Vahemällu salvestamine: Salvestage andmed, mida virtualiseeritud loendis sageli kasutatakse, vahemällu, et vähendada võrgupäringute arvu.

Kokkuvõte

Virtuaalne kerimine on võimas tehnika suurte loendite renderdamise optimeerimiseks veebirakendustes. Renderdades ainult nähtavaid elemente, saab see märkimisväärselt parandada jõudlust, vähendada mälukasutust ja täiustada kasutajakogemust. Õigesti rakendatuna võib virtuaalne kerimine parandada ka ligipääsetavust abistavate tehnoloogiate kasutajatele.

Arvestades selles artiklis käsitletud peamisi ligipääsetavuse kaalutlusi ja rakendamise tehnikaid, saavad arendajad luua virtualiseeritud loendeid, mis on nii jõudsad kui ka ligipääsetavad, pakkudes sujuvat ja kaasavat kogemust kõigile kasutajatele, olenemata nende asukohast, seadmest või võimetest. Nende tehnikate omaksvõtmine on ülioluline kaasaegsete, globaalselt ligipääsetavate veebirakenduste ehitamiseks, mis vastavad ülemaailmse publiku mitmekesistele vajadustele.