JavaScript 里的MutationObserver

javascript

MutationObserver初步认识

Mutation Observer API

概述

Mutation Observer API 用来监视 DOM 变动。DOM 的任何变动，比如节点的增减、属性的变动、文本内容的变动，这个 API 都可以得到通知。

概念上，它很接近事件，可以理解为 DOM 发生变动就会触发 Mutation Observer 事件。但是，它与事件有一个本质不同：事件是同步触发，也就是说，DOM 的变动立刻会触发相应的事件；Mutation Observer 则是异步触发，DOM 的变动并不会马上触发，而是要等到当前所有 DOM 操作都结束才触发。

这样设计是为了应付 DOM 变动频繁的特点。举例来说，如果文档中连续插入1000个<p>元素，就会连续触发1000个插入事件，执行每个事件的回调函数，这很可能造成浏览器的卡顿；而 Mutation Observer 完全不同，只在1000个段落都插入结束后才会触发，而且只触发一次。

Mutation Observer 有以下特点。

  • 它等待所有脚本任务完成后，才会运行（即异步触发方式）。
  • 它把 DOM 变动记录封装成一个数组进行处理，而不是一条条个别处理 DOM 变动。
  • 它既可以观察 DOM 的所有类型变动，也可以指定只观察某一类变动。

MutationObserver 构造函数

使用时，首先使用MutationObserver构造函数，新建一个观察器实例，同时指定这个实例的回调函数。

var observer = new MutationObserver(callback);

上面代码中的回调函数，会在每次 DOM 变动后调用。该回调函数接受两个参数，第一个是变动数组，第二个是观察器实例，下面是一个例子。

var observer = new MutationObserver(function (mutations, observer) {
  mutations.forEach(function(mutation) {
    console.log(mutation);
  });
});

MutationObserver 的实例方法

observe()

observe()方法用来启动监听，它接受两个参数。

  • 第一个参数：所要观察的 DOM 节点
  • 第二个参数：一个配置对象，指定所要观察的特定变动
var article = document.querySelector('article');
 
var options = {
  'childList': true,
  'attributes':true
} ;
 
observer.observe(article, options);

上面代码中，observe()方法接受两个参数，第一个是所要观察的DOM元素是article，第二个是所要观察的变动类型（子节点变动和属性变动）。

观察器所能观察的 DOM 变动类型（即上面代码的options对象），有以下几种。

  • childList：子节点的变动（指新增，删除或者更改）。
  • attributes：属性的变动。
  • characterData：节点内容或节点文本的变动。

想要观察哪一种变动类型，就在option对象中指定它的值为true。需要注意的是，至少必须同时指定这三种观察的一种，若均未指定将报错。

除了变动类型，options对象还可以设定以下属性：

  • subtree：布尔值，表示是否将该观察器应用于该节点的所有后代节点。
  • attributeOldValue：布尔值，表示观察attributes变动时，是否需要记录变动前的属性值。
  • characterDataOldValue：布尔值，表示观察characterData变动时，是否需要记录变动前的值。
  • attributeFilter：数组，表示需要观察的特定属性（比如['class','src']）。
// 开始监听文档根节点（即<html>标签）的变动
mutationObserver.observe(document.documentElement, {
  attributes: true,
  characterData: true,
  childList: true,
  subtree: true,
  attributeOldValue: true,
  characterDataOldValue: true
});

对一个节点添加观察器，就像使用addEventListener()方法一样，多次添加同一个观察器是无效的，回调函数依然只会触发一次。如果指定不同的options对象，以后面添加的那个为准，类似覆盖。

下面的例子是观察新增的子节点。

var insertedNodes = [];
var observer = new MutationObserver(function(mutations) {
  mutations.forEach(function(mutation) {
    for (var i = 0; i < mutation.addedNodes.length; i++) {
      insertedNodes.push(mutation.addedNodes[i]);
    }
  });
  console.log(insertedNodes);
});
observer.observe(document, { childList: true, subtree: true });

disconnect()，takeRecords()

disconnect()方法用来停止观察。调用该方法后，DOM 再发生变动，也不会触发观察器。

observer.disconnect();

takeRecords()方法用来清除变动记录，即不再处理未处理的变动。该方法返回变动记录的数组。

observer.takeRecords();

下面是一个例子。

// 保存所有没有被观察器处理的变动
var changes = mutationObserver.takeRecords();
 
// 停止观察
mutationObserver.disconnect();

MutationRecord 对象

DOM 每次发生变化，就会生成一条变动记录（MutationRecord 实例）。该实例包含了与变动相关的所有信息。Mutation Observer 处理的就是一个个MutationRecord实例所组成的数组。

MutationRecord对象包含了DOM的相关信息，有如下属性：

  • type：观察的变动类型（attributes、characterData或者childList）。
  • target：发生变动的DOM节点。
  • addedNodes：新增的DOM节点。
  • removedNodes：删除的DOM节点。
  • previousSibling：前一个同级节点，如果没有则返回null。
  • nextSibling：下一个同级节点，如果没有则返回null。
  • attributeName：发生变动的属性。如果设置了attributeFilter，则只返回预先指定的属性。
  • oldValue：变动前的值。这个属性只对attribute和characterData变动有效，如果发生childList变动，则返回null。

应用示例

子元素的变动

下面的例子说明如何读取变动记录。

var callback = function (records){
  records.map(function(record){
    console.log('Mutation type: ' + record.type);
    console.log('Mutation target: ' + record.target);
  });
};
 
var mo = new MutationObserver(callback);
 
var option = {
  'childList': true,
  'subtree': true
};
 
mo.observe(document.body, option);

上面代码的观察器，观察<body>的所有下级节点（childList表示观察子节点，subtree表示观察后代节点）的变动。回调函数会在控制台显示所有变动的类型和目标节点。

属性的变动

下面的例子说明如何追踪属性的变动。

var callback = function (records) {
  records.map(function (record) {
    console.log('Previous attribute value: ' + record.oldValue);
  });
};
 
var mo = new MutationObserver(callback);
 
var element = document.getElementById('#my_element');
 
var options = {
  'attributes': true,
  'attributeOldValue': true
}
 
mo.observe(element, options);

上面代码先设定追踪属性变动（'attributes': true），然后设定记录变动前的值。实际发生变动时，会将变动前的值显示在控制台。

取代 DOMContentLoaded 事件

网页加载的时候，DOM 节点的生成会产生变动记录，因此只要观察 DOM 的变动，就能在第一时间触发相关事件，也就没有必要使用DOMContentLoaded事件。

var observer = new MutationObserver(callback);
observer.observe(document.documentElement, {
  childList: true,
  subtree: true
});

上面代码中，监听document.documentElement（即网页的<html>HTML 节点）的子节点的变动，subtree属性指定监听还包括后代节点。因此，任意一个网页元素一旦生成，就能立刻被监听到。

下面的代码，使用MutationObserver对象封装一个监听 DOM 生成的函数。

(function(win){
  'use strict';
 
  var listeners = [];
  var doc = win.document;
  var MutationObserver = win.MutationObserver || win.WebKitMutationObserver;
  var observer;
 
  function ready(selector, fn){
    // 储存选择器和回调函数
    listeners.push({
      selector: selector,
      fn: fn
    });
    if(!observer){
      // 监听document变化
      observer = new MutationObserver(check);
      observer.observe(doc.documentElement, {
        childList: true,
        subtree: true
      });
    }
    // 检查该节点是否已经在DOM中
    check();
  }
 
  function check(){
  // 检查是否匹配已储存的节点
    for(var i = 0; i < listeners.length; i++){
      var listener = listeners[i];
      // 检查指定节点是否有匹配
      var elements = doc.querySelectorAll(listener.selector);
      for(var j = 0; j < elements.length; j++){
        var element = elements[j];
        // 确保回调函数只会对该元素调用一次
        if(!element.ready){
          element.ready = true;
          // 对该节点调用回调函数
          listener.fn.call(element, element);
        }
      }
    }
  }
 
  // 对外暴露ready
  win.ready = ready;
 
})(this);
 
// 使用方法
ready('.foo', function(element){
  // ...
});