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JavaScript Mutation Observer API

2018-07-24 11:52 更新

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，可以理解为当 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，如果在文档中连续插入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，即采用异步方式。
它把 DOM 变动记录封装成一个数组进行处理，而不是一条条地个别处理 DOM 变动。
它既可以观察发生在 DOM 的所有类型变动，也可以观察某一类变动。

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);
  });
});

实例方法

observe()

observe方法用来开始监听，它接受两个参数。

第一个参数是所要观察的 DOM 节点
第二个参数是一个配置对象，用来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。
attributes：属性的变动。
characterData：节点内容或节点文本的变动。
subtree：所有后代节点的变动。

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，如果设置观察subtree的变动，必须同时指定childList、attributes和characterData中的一种或多种。

除了变动类型，options对象还可以设定以下属性：

attributeOldValue：类型为布尔值，表示观察attributes变动时，是否需要记录变动前的属性值。
characterDataOldValue：类型为布尔值，表示观察characterData变动时，是否需要记录变动前的值。
attributeFilter：类型为数组，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。但是，如果指定不同的options对象，就会被当作两个不同的观察器。

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]);
  })
});
observer.observe(document, { childList: true });
console.log(insertedNodes);

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。这个变动记录对应一个MutationRecord对象，该对象包含了与变动相关的所有信息。Mutation Observer 处理的是一个个MutationRecord对象所组成的数组。

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（attribute、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，因此也就没有必要使用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);

ready('.foo', function(element){
  // ...
});

参考链接

Paul Kinlan, Detect DOM changes with Mutation Observers
Tiffany Brown, Getting to know mutation observers
Michal Budzynski, JavaScript: The less known parts. DOM Mutations
Jeff Griffiths, DOM MutationObserver – reacting to DOM changes without killing browser performance
Addy Osmani, Detect, Undo And Redo DOM Changes With Mutation Observers
Ryan Morr, Using Mutation Observers to Watch for Element Availability

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