基於HTML5的Web SCADA報表圖文代碼詳解

背景

最近在一個 SCADA 專案中遇到了在 Web 頁面中展示設備報表的需求。一個完整的報表，一般包含了篩選操作區、表格、Chart、展板等多種元素，而其中的資料表格是最常用的控制項。在以往的工業項目中，所有的表格看起來千篇一律，就是透過數字和簡單的背景顏色變化來展示相關資訊。但現在透過各種行動 App 和 Web 應用的薰陶，人們的美學和要求都在不斷提高，尤其是在 Web 專案中，也採用老式的數位表格確實也有點落伍了。 

如何選擇一個合適的 HTML 前端表格控制項？此處可以省略一萬字。哈哈。 jQuery、Angular、React 等陣營中的控制項庫中都有不少成熟案例，但是這些基於DOM 的控制項也有不足，一個是效率問題：如果在資料量大表格的中採用自訂的儲存格控制項，對瀏覽器的負擔實在太重，尤其是行動端。另一個問題是開發效率，上述的控制項庫中各自的封裝程度、介面形式都有所不同，但整體上還是要求開發者對 CSS、JS 都有較深的了解。還有控制的複用、嵌入、發布、移植，也都是問題。 

基於上述的考慮，最後採用了基於 Canvas 的 HT。透過HT 表格控制項的自訂渲染接口，以及Web Worker 的多執行緒資料模擬，實現的表格控制項效果如下： 

開始

首先我們要做的就是結合業務邏輯，對表格中不同列的數據，進行不同的渲染。例如設備歷史資訊中的運行時間、停機時間等，比較適合用圓餅圖來總結展示，使用者就可以很直覺的從清單上比較出設備的歷史狀況。 我們來看看這一步是怎麼實現的。 

HT 有自己的 DataModel 資料模型，省略了我們對資料狀態管理、時間發放、ui刷新的開發工作。 DataModel 容器中的子元素 Data，也就是 HT 中最基礎的資料結構，可以對應到不同的ui控制項。在畫布上，Data 可以展示成向量、圖片或文字等，在樹狀控制項上，Data 展示為樹的節點。在表格當中每個 Data 對應表格中的一行 Row。 也就是表格控制項本身包含一個 DataModel，在繪製時，將這個 Model 中的每個 Data 都畫成一行。 不同的列，展示的是該 Data 中的不同屬性。例如我們可以把設備的停機時間，就儲存到 Data 的 stopping 屬性。在配置表格的列Column 資訊時，我們可以指定該列的表頭描述“停機時間”，其資料單元格對應Data 的Stopping 屬性，以及自訂繪製格式：

{
    name: 'stopping',       //对应的data属性
    accessType: 'attr',
    align: 'center',        
    color: '#E2E2E2',       //文字颜色
    displayName: '停机',    //表头描述
    drawCell: pageTable.getDrawLegend('stopping','#E2E2E2')
},

自訂渲染

在儲存格的基本顯示格式中，已經預設提供了文字、陣列、顏色等類型，可以自動的對資料格式化，並展示為文字或背景顏色等，但還未滿足我們的個性需求，因此就要將Column 中的drawCell 重載為自訂的渲染函數。 drawCell 的參數：function (g, data, selected, column, x, y, w, h, view)，其中g 是Canvas 的環境信息，data 是該行的數據體，我們根據這些信息，再利用HTML5 原生的Canvas API 就可以畫出想要的效果。 

我懶得親自直接用 HTML5 的原生介面？ HT 提供了對 Canvas API 的封裝接口，包括各種向量類型以及一些簡單的 Chart。利用該功能，可以輕鬆組合出複雜的效果，具體介紹可以參考我們的向量手冊

先創建一個對象，該image 向量對象負責包含對組合向量的描述信息，然後將該image 對像以及drawCell 的上下文訊息，作為參數傳入ht.Default.drawStretchImage 函數，即可實現自訂繪製。

//drawCellfunction (g, data, selected, column, x, y, w, h, tableView) {    
var value = data.a(attr);    var image = {
        width: 60,
        height: 30,
        comps: [
            {
                type: 'rect',
                rect: [11,11,8,8],
                borderWidth: 1,
                borderColor: '#34495E',
                background: legendColor,
                depth: 3
            },
            {
                type: 'text',
                text: value,
                rect:[30, 0, 30, 30],
                align: 'left',
                color: '#eee',
                font: 'bold 12px Arial'
            }
        ]};
    ht.Default.drawStretchImage(g, image, 'centerUniform', x, y, w, h);
}

因為有多個 Legend 圖例顯示的列，所以我們可以簡單包裝一下，用了一個 getDrawLegend 函數，參數是該列圖例的顏色及 Data 屬性名稱，傳回值是 drawCell 函數。

getDrawLegend: function(attr,legendColor){return drawCell}

至此，我們就完成了啟停時間這幾列的自訂繪製： 

#

“统计”列的饼图，实际上更简单。还是利用 HT 的矢量接口，把上述几项时间数据传入饼图矢量结构即可。

var values = [
    data.a('running'), 
    data.a('stopping'), 
    data.a('overhauling')
];var image = {
    width: 200,
    height: 200,
    comps: [
        {
            type: 'pieChart',
            rect: [20,20, 150, 150],
            hollow: false,
            label: false,
            labelColor: 'white',
            shadow: true,
            shadowColor: 'rgba(0, 0, 0, 0.8)',
            values: values,
            startAngle: Math.PI,
            colors: pieColors
        }
    ]
};

其他列的渲染过程大同小异。在“风速”列中，我们可以根据风速大小计算一个颜色透明值，来实现同一色系的映射变换，比原来那种非红即绿的报警表，看起来更舒服一些。在“可用率”列，用 Rect 的不同长度变化，来模拟进度条的效果。在功率曲线中稍微有点不同，因为想实现曲线覆盖区域的颜色渐变，在 HT 的 lineChart 中没有找到相关接口，所以直接采用了 Canvas 绘制。

为了运行效率考虑，在表格的单元格中绘制 Chart，应该追求简洁大方，一目了然。这几个 Legend 图例小矩形，其实是应该画在表头的。我为了偷懒，就画在了单元格，导致画面显得有点乱。

Web Worker

众所周知，浏览器的 JS 环境是基于单进程的，在页面元素较多，而且有很大运算需求的情况下，会导致无法兼顾渲染任务和计算任务，造成页面卡顿或失去响应。在这种情况，可以考虑使用 Web Worker 的多线程，来分担一些计算任务。

Web Worker 是 HTML5 的多线程 API，和我们原来传统概念中的多线程开发有所不同。Web Worker 的线程之间，没有内存共享的概念，所有信息交互都采用 Message 的异步传递。这样多线程之间无法访问对方的上下文，也无法访问对方的成员变量及函数，也不存在互斥锁等概念。在消息中传递的数据，也是通过值传递，而不是地址传递。

在 Demo 中，我们利用 Web Worker 作为模拟后端，产生虚拟数据。并采用前端分页的方式，从 worker 获取当前页显示条目的相关数据。 在主线程中，创建 Web Worker注册消息监听函数。

worker = new Worker("worker.js");    
worker.addEventListener('message', function(e) {  
    //收到worker的消息后，刷新表格
    pageTable.update(e.data);
});

pageTable.request = function(){    //向worker发送分页数据请求
    worker.postMessage({
        pageIndex: pageTable.getPageIndex(),
        pageRowSize: pageTable.getPageRowSize()        
    });                 
}; 
pageTable.request();

本处的new Worker创建，对于主线程来说是异步的，等加载完 worker.js，并完成初始化后，该 worker 才是真正可用状态。我们不需要考虑 worker 的可用状态，可以在创建语句后直接发送消息。在完成初始化之前向其发送的请求，都会自动保存在主线程的临时消息队列中，等 worker 创建完成，这些信息会转移到 worker 的正式消息队列。

在 worker 中，创造虚拟随机数据，监听主线程消息，并返回其指定的数据。

self.addEventListener('message', function(e) {    
var pageInfo = getPageInfo(e.data.pageIndex, e.data.pageRowSize);   
    self.postMessage(pageInfo);
}, false);

由于前面提到的无法内存共享，Web Worker 无法操作 Dom，也不适用于与主线程进行大数据量频繁的交互。那么在生产环境中，Web Worker 能发挥什么作用？在我们这种应用场景，Web Worker 适合在后台进行数据清洗，可以对从后端取到的设备历史数据进行插值计算、格式转换等操作，再配合上 HT 的前端分页，就能实现大量数据的无压力展示。

分页

传统上有后端分页和前端分页，我们可以根据实际项目的数据量、网速、数据库等因素综合考虑。

采用后端分页的话，可以简化前端架构。缺点是换页时会有延迟，用户体验不好。而且在高并发的情况下，频繁的历史数据查询会对后端数据库造成很大压力。

采用前端分页，需要担心的是数据量。整表的数据量太大，会造成第一次获取时的加载太慢，前端资源占用过多。

在本项目中，得益于给力的 GOLDEN 实时数据库，我们可以放心的采用前端分页。历史数据插值、统计等操作可以在数据库层完成，传递到前端的是初步精简后的数据。在数千台设备的历史查询中，得到的数据量完全可以一次发送，再由前端分页展示。

在某些应用场景，我们会在表格中显示一些实时数据，这些数据是必须是动态获取的。类似在 Demo 中的趋势刷新效果，我们可以在创建表格时批量获取所有历史数据，然后再动态向数据库获取当前页所需的实时数据。如果网速实在不理想，也可以先只获取第一页的历史数据，随后在后台线程慢慢接收完整数据。

这样的架构实现了海量数据的快速加载，换页操作毫无延迟，当前页面元素实时动态刷新的最终效果。

还有一些传统客户，喜欢在一张完整的大表上进行数据筛选、排序等操作。

我们可以把 Demo 中的数据总量改成一万条，单页数量也是一万条，进行测试：

出乎意料的是，HT 面对上万数据量的复杂表格，轻松经受住了考验。页面的滚动、点击等交互毫无影响，动态刷新没有延迟，表格加载、排序等操作时，会有小的卡顿，在可接受的程度之内。当然也跟客户端的机器配置有关。可以想象，几万个 Chart的展示以及动态刷新，对于基于dom的控件几乎是件无法完成的任务。关于 HT 的其他矢量和控件，同样有高性能特性：

后记

如前文所述，我们基于 HT 的表格实现了海量数据的可定制展现，并取得了令人满意的效果。以下是一些还可以改进的地方。

在 Demo 中，通过对 HT 表格控件的 drawCell 进行重载，实现了自定义渲染，然后把这些 drawCell 放到了 PageTable 的原型函数中，以供 Column 调用。实际上，更好的办法应该是把这些常见的 Chart、图例封装到 Column 的基本类型中，那样在配置表格 Column 列时，可以指定 type 为 pieChart 或 lineChart 即可，不需再自行绘制相关矢量。

对于这些表格中的 Chart，也可以增加一些交互接口，例如可以增加单元格 Tooltip 的自定义渲染功能，在鼠标停留时浮出一个信息量更大的 Chart，可以对指定设备进行更深入的了解。
界面美观优化。对 HT 的控件进行颜色定制，可以通过相关接口进行配置：

var tableHeader = pageTable.getTablePane().getTableHeader();    
tableHeader.getView().style.backgroundColor = 'rgba(51,51,51,1)';     
tableHeader.setColumnLineColor('#777');var tableView = pageTable.getTablePane().getTableView();                 
tableView.setSelectBackground('#3D5D73');
tableView.setRowLineColor('#222941');
tableView.setColumnLineVisible(false);                
tableView.setRowHeight(30);

今后也可以对htconfig进行全局配置，在单独文件中进行样式的整体管理，实现外观样式与功能的分离，有助于工程管理。

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