Віртуальна прокрутка: оптимізація доступності великих списків для глобальних застосунків

У сучасному середовищі, насиченому даними, веб-застосункам часто доводиться відображати величезні списки інформації. Уявіть собі глобальну платформу електронної комерції, що демонструє тисячі продуктів, фінансовий додаток, що показує історію транзакцій за роки, або стрічку соціальних мереж з нескінченним потоком дописів. Рендеринг усіх цих списків одночасно може серйозно вплинути на продуктивність, призводячи до повільного завантаження та поганого користувацького досвіду, особливо для користувачів зі старими пристроями або обмеженою пропускною здатністю. Більше того, рендеринг повного списку створює значні проблеми з доступністю. Саме тут у гру вступає віртуальна прокрутка (virtual scrolling), також відома як віконізація (windowing). Це критично важлива техніка для оптимізації рендерингу великих наборів даних, що покращує як продуктивність, так і доступність для глобальної аудиторії.

Що таке віртуальна прокрутка?

Віртуальна прокрутка — це техніка рендерингу, яка відображає користувачеві лише видиму частину довгого списку або таблиці. Замість того, щоб рендерити всі елементи одночасно, вона рендерить лише ті елементи, які наразі знаходяться в області перегляду користувача (viewport), плюс невеликий буфер елементів над і під нею. Коли користувач прокручує, віртуалізований список динамічно оновлює відображені елементи відповідно до нової позиції області перегляду. Це створює ілюзію плавного прокручування, водночас значно зменшуючи кількість DOM-елементів, якими має керувати браузер.

Уявіть собі каталог, що містить сотні тисяч книг від видавців з усього світу. Без віртуальної прокрутки браузер намагався б відрендерити весь каталог одразу, що спричинило б значні проблеми з продуктивністю. З віртуальною прокруткою рендеряться лише ті книги, які наразі видно на екрані користувача, що різко скорочує час початкового завантаження та покращує швидкість відгуку.

Переваги віртуальної прокрутки

• Покращена продуктивність: Рендерячи лише видимі елементи, віртуальна прокрутка значно зменшує кількість маніпуляцій з DOM, що призводить до швидшого завантаження та плавнішого прокручування, що особливо важливо в регіонах з обмеженою швидкістю інтернету.
• Зменшене споживання пам'яті: Менша кількість DOM-елементів означає менше використання пам'яті, що особливо важливо для користувачів зі старими пристроями або бюджетним обладнанням, яке може бути більш поширеним у певних регіонах світу.
• Покращений користувацький досвід: Швидше завантаження та плавне прокручування забезпечують більш чутливий та приємний досвід для користувача, незалежно від його місцезнаходження чи пристрою.
• Покращена доступність: При правильній реалізації віртуальна прокрутка може значно покращити доступність для користувачів, які покладаються на допоміжні технології, такі як екранні зчитувачі. Рендеринг лише невеликої частини списку за раз дозволяє екранним зчитувачам ефективніше обробляти контент і забезпечувати кращий досвід навігації.
• Масштабованість: Віртуальна прокрутка дозволяє застосункам обробляти надзвичайно великі набори даних без погіршення продуктивності, що робить її придатною для додатків, які потребують масштабування до мільйонів користувачів та мільярдів точок даних.

Аспекти доступності

Хоча віртуальна прокрутка пропонує значні переваги у продуктивності, вкрай важливо реалізовувати її з урахуванням доступності. Погано реалізована віртуальна прокрутка може створити значні перешкоди для користувачів допоміжних технологій.

Ключові аспекти доступності:

• Навігація з клавіатури: Переконайтеся, що користувачі можуть переміщатися по списку за допомогою клавіатури. Управління фокусом є критично важливим – фокус повинен залишатися в межах видимих елементів під час прокручування.
• Сумісність з екранними зчитувачами: Надайте відповідні атрибути ARIA (Accessible Rich Internet Applications), щоб передавати структуру та стан віртуалізованого списку екранним зчитувачам. Використовуйте aria-live для оголошення змін у видимому контенті.
• Управління фокусом: Реалізуйте надійне управління фокусом, щоб гарантувати, що фокус завжди знаходиться в межах відрендерених елементів. Коли користувач прокручує, фокус повинен переміщатися відповідно.
• Послідовний рендеринг: Переконайтеся, що візуальний вигляд списку залишається послідовним під час прокручування. Уникайте різких стрибків або збоїв, які можуть порушити досвід користувача.
• Семантична структура: Використовуйте семантичні елементи HTML (наприклад, <ul>, <li>, <table>, <tr>, <td>) для надання чіткої та змістовної структури списку. Це допомагає екранним зчитувачам правильно інтерпретувати контент.
• Атрибути ARIA: Використовуйте атрибути ARIA для покращення доступності віртуалізованого списку. Розгляньте наступні атрибути:
  • aria-label: Надає описову мітку для списку.
  • aria-describedby: Пов'язує список з описовим елементом.
  • aria-live="polite": Повідомляє про зміни в контенті списку ненав'язливо.
  • aria-atomic="true": Гарантує, що весь вміст списку буде оголошено при зміні.
  • aria-relevant="additions text": Вказує типи змін, які слід оголошувати (наприклад, додавання нових елементів, зміни в текстовому вмісті).
• Тестування з допоміжними технологіями: Ретельно тестуйте віртуалізований список з різними екранними зчитувачами (наприклад, NVDA, JAWS, VoiceOver) та іншими допоміжними технологіями, щоб переконатися, що він повністю доступний.
• Інтернаціоналізація (i18n) та локалізація (l10n): При роботі з міжнародною аудиторією переконайтеся, що реалізація віртуальної прокрутки враховує різні напрямки тексту (наприклад, зліва направо та справа наліво) та формати дат/чисел. Наприклад, фінансовий додаток, що відображає історію транзакцій, повинен правильно відображати символи валют та формати дат відповідно до локалі користувача.

Приклад: покращення навігації з клавіатури

Розглянемо віртуалізований список товарів на сайті електронної комерції. Користувач, що переміщується за допомогою клавіатури, повинен мати можливість легко переміщати фокус між продуктами у видимій області перегляду. Коли користувач прокручує список за допомогою клавіатури (наприклад, за допомогою клавіш зі стрілками), фокус повинен автоматично переходити на наступний продукт, який стає видимим. Цього можна досягти за допомогою JavaScript для керування фокусом та відповідного оновлення області перегляду.

Техніки реалізації

Існує кілька технік, які можна використовувати для реалізації віртуальної прокрутки. Вибір техніки залежить від конкретних вимог програми та використовуваного фреймворку.

1. Маніпуляції з DOM

Цей підхід передбачає прямі маніпуляції з DOM для додавання та видалення елементів під час прокручування користувачем. Він забезпечує високий ступінь контролю над процесом рендерингу, але може бути складнішим у реалізації та підтримці.

Приклад (концептуальний):

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

  // Remove items that are no longer visible
  // Add items that have become visible

  // Update the content of the visible items
}

2. CSS-трансформації

Цей підхід використовує CSS-трансформації (наприклад, translateY) для позиціонування видимих елементів у контейнері. Це може бути ефективніше, ніж маніпуляції з DOM, але вимагає ретельного управління значеннями трансформації.

Приклад (концептуальний):

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

3. Рішення для конкретних фреймворків

Багато популярних фронтенд-фреймворків надають вбудовані компоненти або бібліотеки, що спрощують реалізацію віртуальної прокрутки. Ці рішення часто пропонують оптимізований рендеринг та функції доступності "з коробки".

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

Ці бібліотеки надають компоненти, які беруть на себе складнощі віртуальної прокрутки, дозволяючи розробникам зосередитись на логіці програми. Зазвичай вони пропонують такі функції, як:

• Динамічний розрахунок висоти елементів
• Підтримка навігації з клавіатури
• Покращення доступності
• Настроювані опції рендерингу

Приклади коду (React)

Проілюструємо, як реалізувати віртуальну прокрутку за допомогою бібліотеки react-window у React.

Приклад 1: Базовий віртуалізований список

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

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

    Row {index}
  
);

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

export default MyList;

Цей приклад створює базовий віртуалізований список з 1000 елементів. Компонент FixedSizeList рендерить лише видимі елементи, забезпечуючи плавне прокручування.

Приклад 2: Рендеринг користувацьких елементів

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;

Цей приклад демонструє, як рендерити користувацькі елементи з даними. Пропс itemData використовується для передачі даних компоненту Row.

Аспекти інтернаціоналізації та локалізації

При реалізації віртуальної прокрутки для глобальних застосунків важливо враховувати інтернаціоналізацію (i18n) та локалізацію (l10n), щоб забезпечити коректну роботу програми в різних мовах та регіонах.

• Напрямок тексту: Деякі мови пишуться справа наліво (RTL). Переконайтеся, що реалізація віртуальної прокрутки коректно обробляє напрямок тексту RTL. У цьому можуть бути корисними логічні властивості CSS (наприклад, margin-inline-start, margin-inline-end).
• Формати дати та чисел: Відображайте дати та числа у правильному форматі для локалі користувача. Використовуйте бібліотеки інтернаціоналізації (наприклад, Intl API в JavaScript) для форматування дат, чисел та валют. Наприклад, у деяких європейських країнах дати форматуються як ДД/ММ/РРРР, тоді як у Сполучених Штатах — ММ/ДД/РРРР.
• Символи валют: Відображайте символи валют правильно для локалі користувача. Ціна $100.00 USD повинна відображатися по-різному залежно від місцезнаходження користувача та бажаної валюти.
• Підтримка шрифтів: Переконайтеся, що шрифти, які використовуються у віртуалізованому списку, підтримують символи, що використовуються в різних мовах. Використовуйте веб-шрифти, щоб забезпечити доступність правильних шрифтів для всіх користувачів.
• Переклад: Перекладіть весь текстовий контент у віртуалізованому списку на мову користувача. Використовуйте бібліотеки або сервіси перекладу для управління перекладами.
• Вертикальні режими письма: Деякі східноазіатські мови (наприклад, японська, китайська) можуть писатися вертикально. Розгляньте можливість підтримки вертикальних режимів письма, якщо ваш додаток повинен відображати контент цими мовами.

Тестування та оптимізація

Після реалізації віртуальної прокрутки важливо протестувати та оптимізувати її, щоб переконатися, що вона забезпечує найкращу можливу продуктивність та доступність.

• Тестування продуктивності: Використовуйте інструменти розробника в браузері для профілювання продуктивності віртуалізованого списку. Виявляйте будь-які вузькі місця у продуктивності та оптимізуйте код відповідно. Звертайте увагу на час рендерингу, використання пам'яті та завантаження процесора.
• Тестування доступності: Тестуйте віртуалізований список з різними екранними зчитувачами та іншими допоміжними технологіями, щоб переконатися, що він повністю доступний. Використовуйте інструменти для тестування доступності, щоб виявити будь-які проблеми.
• Крос-браузерне тестування: Тестуйте віртуалізований список у різних браузерах та операційних системах, щоб переконатися, що він коректно працює у всіх середовищах.
• Тестування на пристроях: Тестуйте віртуалізований список на різних пристроях (наприклад, настільних комп'ютерах, ноутбуках, планшетах, смартфонах), щоб забезпечити гарний користувацький досвід на всіх пристроях. Звертайте особливу увагу на продуктивність на менш потужних пристроях.
• Відкладене завантаження (Lazy Loading): Розгляньте можливість використання відкладеного завантаження для завантаження зображень та інших ресурсів у віртуалізованому списку лише тоді, коли вони стають видимими. Це може ще більше покращити продуктивність.
• Розділення коду (Code Splitting): Використовуйте розділення коду, щоб розбити код програми на менші частини, які можна завантажувати за вимогою. Це може скоротити початковий час завантаження програми.
• Кешування: Кешуйте дані, до яких часто звертаються у віртуалізованому списку, щоб зменшити кількість мережевих запитів.

Висновок

Віртуальна прокрутка — це потужна техніка для оптимізації рендерингу великих списків у веб-додатках. Рендерячи лише видимі елементи, вона може значно покращити продуктивність, зменшити споживання пам'яті та покращити користувацький досвід. При правильній реалізації віртуальна прокрутка також може покращити доступність для користувачів допоміжних технологій.

Враховуючи ключові аспекти доступності та техніки реалізації, обговорені в цій статті, розробники можуть створювати віртуалізовані списки, які є одночасно продуктивними та доступними, забезпечуючи безперебійний та інклюзивний досвід для всіх користувачів, незалежно від їхнього місцезнаходження, пристрою чи можливостей. Застосування цих технік є вирішальним для створення сучасних, глобально доступних веб-додатків, які відповідають різноманітним потребам світової аудиторії.