可视化搭建数据大屏系统的前端实现
本文首发于政采云前端团队博客：可视化搭建数据大屏系统的前端实现 https://www.zoo.team/article/data-visualization
背景
随着公司业务的发展，经常会收到一些数据大屏的需求。目前我司有两种实现方案，一是人肉搭建，二是用阿里云 DataV 搭建。
人肉搭建，在本地脚手架开发环境中进行编码，有大量的重复劳动，能力复用性差，占用前端宝贵的开发时间。
DataV 功能强大，但需要付费使用，且好用的组件还要额外收费，不支持本地化部署，还需要维护两套数仓。
综上，如果此类大屏的需求较多，业务的重要性明显，就需要考虑是不是需要自己开发一套搭建大屏的系统，用以降低开发复杂度，提升研发效率，降低成本。本文尝试基于政采云前端团队的数据大屏搭建系统 Big 的拆解说明，为大家提供一种此类系统的设计和实施方案。
Big 是什么
Big 是基于政采云前端搭建系统 鲁班，和数据大屏组件库，进行快速搭建数据大屏的可视化系统。
为什么叫 Big 呢? 打开百度翻译，输入大屏，英文翻译是 Big screen，四舍五入叫 Big。
自己做一套系统的优势
- 可定制性：内部产品，组件和展示形式私人订制
- 支持本地化部署：业务需要决定部分业务只能在内网访问，无法访问外网（包括阿里云）
- 解决 DataV 需要维护两套数仓的问题
- 节约公司成本，增强公司数据产品能力，助力营收
总览
数据大屏是用可视化的方式展示庞杂数据的产品，经常会用在会议展览、业务监控、风险预警、地理信息分析等多种业务场景。下图是阿里云 DataV 的一个模板：
从前端实现来看，大屏是由线图、柱状图、饼图、标题、背景、边框等基本元素组成。实现思路是以这些基本元素为组件，通过选择组件、拖拽方式布局，配置样式、数据来源，将这些数据保存在数据库中。展示页面获取依赖的组件、样式和数据信息，呈现给用户。
大屏按场景划分，可分为编辑和查看。
编辑：指的是大屏制作者制作大屏。
查看：包含两种情况，大屏制作者预览和实际用户查看大屏。
编辑
编辑大屏是数据可视化系统核心，页面布局参考 DataV：
拆解为 4 个部分：顶部、组件区、画布、数据配置区。先讲下设计思路，再依次分解各区。
设计思路
- 页面数据和依赖的组件由 SSR (https://juejin.im/post/5b063962f265da0ddb63dac3) 注入到 HTML 文件中
- App 数据保存在 App state 中，未使用 Vuex（后续会考虑使用 Vuex）
- 数据用 props 传递给子组件
- 数据从子组件采用事件中心传递给祖父级组件
顶部
顶部区域包含三部分：左侧开关区、控制图层、组件列表、数据配置区的显示隐藏；中间是大屏的标题；右侧是保存和预览。
组件区
组件区分为左侧图层（已添加的组件）和右侧组件列表，具备添加组件、选择操作图层、分组对齐的功能。
图层
- 图层支持上移、下移、置顶、删除的操作，支持右键显示操作菜单（暂不支持多选和分组）。实现原理是使用数组的基本方法改变数组
- 单击组件选择该组件，画布区选中组件，数据配置区显示配置项
组件列表
- 所有组件展示所有大屏组件，点击或拖动添加组件
- 添加组件采用异步获取组件的 JS、CSS 、配置 Schema，将 CSS、JS 插入 DOM 中，配置传入属性配置区
- 支持按组件类型分组，便于用户使用。
画布
画布用于实时展示大屏组件的位置、尺寸、属性和数据修改后的效果。
位置和尺寸改变通过注册组件 vue-draggable-resizable 的 drag 和 resize 方法，改变对应组件的属性。组件采用绝对定位，拖动时修改 top 和 left 的值。
属性改变通过修改对应组件的 props.models 的值修改。
数据分为静态数据和接口数据。启用静态数据时，数据从用户填写的数据获取。否则组件 watch 接口 id ，每次改变时重新发送请求获取数据。
画布上边和左边是标尺，画布缩放时标尺要跟随变动。在标尺上移动时显示一条移动的参考线。点击时增加一条参考线。双击参考线删除。标尺用 Canvas 画出，旋转 90 度可获得 Y 轴。
右下是缩放滑块，方便用户缩放查看。进入页面默认缩放到可查看全屏大小。缩放实现使用 CSS3 的transform: scale(${this.scale})。
画布上未选择组件时，显示页面的基本配置，包括大屏的宽高、背景图。
选择组件后，高亮显示当前组件，标识位置，右侧数据配置区显示组件 Schema 定义的配置项。
核心代码
<div
v-for="item in preCompList"
:class="[
'data-com',
item.info.previewId === activePreviewId ? 'data-com-active' : ''
]"
:key="item.info.activePreviewId">
<vue-draggable-resizable
:w="item.models.width || 100"
:h="item.models.height || 100"
:x="item.models.x || 0"
:y="item.models.y || 0"
:active="item.info.previewId === activePreviewId"
@dragging="onDrag"
@resizing="onResize"
@activated="
() => {
onCompActivated(item.info.previewId);
}"
:prevent-deactivation="true">
<navigator-line
:x="item.models.x"
:y="item.models.y"
:scale="scale"
/>
<div
:is="item.info.name"
:models="item.models"
:extraProps="extraProps">
</div>
</vue-draggable-resizable>
</div>vue-draggable-resizable (https://npm.taobao.org/package/vue-draggable-resizable) 用于选择组件、缩放组件大小，可参考官方文档。这个组件不支持分组和多选对齐场景，需要定制开发。
navigator-line 显示组件当前的标尺位置。这里要注意避免因为画布缩小导致坐标看不清，除以缩放比例即可。
使用 Vue 动态组件 is (https://cn.vuejs.org/v2/api/#is) 控制组件显示。
数据配置区
数据配置区有 2 种情况：
- 未选中组件展示页面级配置：大屏宽高、背景色、背景图等
- 选中组件：展示组件配置信息
实现逻辑：根据当前用户的选择来动态渲染出组件的属性编辑域，并回填属性的初始值，从而达到良好的编辑交互效果。用户拖拽组件时同步更新编辑域中的属性值，在属性编辑域修改属性时通知大屏触发组件的刷新动作，达到实时编辑的效果。
数据配置区界面由组件 Schema 定义，props 定义展示，models 表示默认数据，详细介绍见下面 Schema。
编辑类型由 fileds 里的 type 决定，实现 Input、Select、Image、Border 等各种类型组件，再利用 Vue 的动态组件 is 属性来展示。
数据回传：每个子组件值的修改会通知父组件 <Setting /> 更新回传给父组件 App，这里采用全量回传，避免 App 对 models 查找更新数据。
查看
查看是将数据库里保存的数据，配合组件渲染出来。实现原理是通过页面 id 获取组件、数据渲染。代码如下：
<div class="preview">
<div class="layout">
<div
:class="[
'preview-line',
preComp.info.name + '-' + preComp.info.previewId
]"
v-for="(preComp, index) in preCompList"
:key="preComp.info.previewId"
:style="formatCompStyle(preComp, index)"
>
<div
:is="preComp.info.name"
:models="preComp.models"
:isPreview="isPreview"
:extraProps="extraProps"></div>
</div>
</div>
</div>全屏展示
需要注意大屏是全屏展示，根据大屏配置的屏幕宽高、背景图、背景色设置 body 样式，设置 <meta name="viewport" content="width=' + window.screen.width + '"/> viewport 的 width 让屏幕占满全屏，再监听屏幕的变化设置压缩比例。自适应关键代码如下：
// 获取设置的大屏宽高、背景图、背景色
if (window.__INITIAL_STATE__) {
const { width, height, backgroundImage, backgroundColor } =
__INITIAL_STATE__.preview.pageConfig.models;
window.scr = {
width: width,
height: height,
backgroundImage: `url(${backgroundImage})`,
backgroundColor: backgroundColor,
};
} else {
window.scr = {
width: window.screen.width,
height: window.screen.height,
};
}
// 全屏展示
function resizeFull() {
if (!window.scr.height || !window.scr.width) return resizeFullBak();
var ratioX = $(window).width() / window.scr.width;
var ratioY = $(window).height() / window.scr.height;
$('body').css({
transform: "scale(" + ratioX + ", " + ratioY + ")",
transformOrigin: "left top",
backgroundSize: "100% 100%",
});
}
function resizeFullBak() {
var ratioX = $(window).width() / $('body').width();
var ratioY = $(window).height() / $('body').height();
$('body').css({
transform: "scale(" + ratioX + ", " + ratioY + ")",
transformOrigin: "left top",
backgroundSize: "100% " + ratioY * 100 + "%",
});
}组件设计
组件是整个大屏设计的基础。组件由组件模板来初始化，模板提供了两个主要功能，一是实现一个可开发的简单 Demo，二是提供打包发布功能。
模板代码很简单，通过传入的 props 控制组件的展示和业务逻辑。组件自动安装，这样在异步加载组件的时候页面可以识别组件。重点讲下组件的 Schema 设计。
schema.json
schema.json 是用来定义组件的可编辑项和默认配置。决定组件哪些东西可以配置，配置的形式是什么样子的（Input、Select 等有默认值）。所以 Schema 包含 props 和 models 两个属性。
props: 数组，每个元素是 tab 的一项。info 是 tab 头部信息，fields 是配置项。fields 的 name 对应 models 的属性名，type 决定了配置的类型，title 是中文名。还可以定义其他属性，比如下拉框选择项、数字输入框最大最小值等。
models: 默认数据，props.fileds 里每个 name 的默认值。
下面是一个简单 Schema 的定义：
{
"props": [
{
"info": {
"title": "配置",
"icon": "icon-setting"
},
"fields": [
{
"title": "组件宽度",
"name": "width",
"description": "组件宽度",
"type": "number"
},
{
"title": "组件高度",
"name": "height",
"description": "组件高度",
"type": "number"
},
{
"title": "x轴坐标",
"name": "x",
"description": "组件x轴坐标",
"type": "number"
},
{
"title": "y轴坐标",
"name": "y",
"description": "组件y轴坐标",
"type": "number"
}
]
}
],
"models": {
"width": 300,
"height": 200,
"x": 0,
"y": 0
}
}碰到的问题
通信
大屏组件之间如何通信？要确保大屏组件可以通信。
采用事件中心来处理组件间的通信。核心代码如下：
// 全局事件中心
Vue.prototype.$eventBus = new Vue();
// 触发, 在组件内部
this.$eventBus.$emit('eventName', '这里传值');
// 监听, 获取值
this.$eventBus.on('eventName', v => {
console.log(v);
})
// 组件通知父组件区划变动或其他变动
this.$eventBus.$emit('component__update-extraProps', { dist: '选择的区划' });App 统一管理通信对象 extraProps，以 props 形式注入到每个组件。组件可以监听 extraProps 的属性变化。
// 组件代码
{
...,
props: {
extraProps: {
type: Object,
default: () => {}
}
},
computed: {
dist() {
return (this.extraProps && this.extraProps.dist) || '';
}
},
watch: {
dist(val, oldVal){
// 添加区划改变时获取新数据的逻辑
}
}
}权限
大屏数据需要做权限控制，有权限的人才能查看大屏，而鲁班原来页面访问逻辑是没有权限的。实现方案是编辑、预览页面调用的免登接口访问中间 Server，中间 Server 实现登录，去 Server 请求数据。用户的查看页面内嵌鲁班 iframe，该地址由实际服务器提供并带上权限 token。访问该鲁班地址时先去 Server 鉴权，有权限返回大屏页面，否则返回 401。
待优化
Big 处于初级阶段，还有好多地方需要完善：
- 分组：像 PS、Sketch 里一样分组，方便归类和操作
- 多选：多选后选择对齐方式。也是方便用户操作
- 代码优化
- 体验优化
总结
DT 时代，数据可视化将会越来越重要。相信有越来越多的同学会遇到大屏的场景。通过可视化搭建大屏系统，可以赋能相关的业务方，让非专业人士做出专业的大屏效果，同时满足公司的一些定制化需求。这里做了一个比较浅的大屏构建方案，目前还在开发阶段，希望抛砖引玉，有更多的可视化数据搭建方案分享出来，谢谢阅读。