你不知道的 DOM 变动观察器:Mutation observer
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2021-03-09 20:52
DOM 变动观察器(Mutation observer)
MutationObserver
是一个内建对象,它观察 DOM 元素,并在检测到更改时触发回调。
我们将首先看一下语法,然后探究一个实际的用例,以了解它在什么地方有用。
语法
MutationObserver
使用简单。
首先,我们创建一个带有回调函数的观察器:
let observer = new MutationObserver(callback);
然后将其附加到一个 DOM 节点:
observer.observe(node, config);
config
是一个具有布尔选项的对象,该布尔选项表示“将对哪些更改做出反应”:
childList
——node
的直接子节点的更改,subtree
——node
的所有后代的更改,attributes
——node
的特性(attribute),attributeFilter
—— 特性名称数组,只观察选定的特性。characterData
—— 是否观察node.data
(文本内容),
其他几个选项:
attributeOldValue
—— 如果为true
,则将特性的旧值和新值都传递给回调(参见下文),否则只传新值(需要attributes
选项),characterDataOldValue
—— 如果为true
,则将node.data
的旧值和新值都传递给回调(参见下文),否则只传新值(需要characterData
选项)。
然后,在发生任何更改后,将执行“回调”:更改被作为一个 MutationRecord[1] 对象列表传入第一个参数,而观察器自身作为第二个参数。
MutationRecord[2] 对象具有以下属性:
type
—— 变动类型,以下类型之一:"attributes"
:特性被修改了,"characterData"
:数据被修改了,用于文本节点,"childList"
:添加/删除了子元素。target
—— 更改发生在何处:"attributes"
所在的元素,或"characterData"
所在的文本节点,或"childList"
变动所在的元素,addedNodes/removedNodes
—— 添加/删除的节点,previousSibling/nextSibling
—— 添加/删除的节点的上一个/下一个兄弟节点,attributeName/attributeNamespace
—— 被更改的特性的名称/命名空间(用于 XML),oldValue
—— 之前的值,仅适用于特性或文本更改,如果设置了相应选项attributeOldValue
/characterDataOldValue
。
例如,这里有一个 <div>
,它具有 contentEditable
特性。该特性使我们可以聚焦和编辑元素。
<div contentEditable id="elem">Click and <b>edit</b>, please</div>
<script>
let observer = new MutationObserver(mutationRecords => {
console.log(mutationRecords); // console.log(the changes)
});
// 观察除了特性之外的所有变动
observer.observe(elem, {
childList: true, // 观察直接子节点
subtree: true, // 及其更低的后代节点
characterDataOldValue: true // 将旧的数据传递给回调
});
</script>
如果我们在浏览器中运行上面这段代码,并聚焦到给定的 <div>
上,然后更改 <b>edit</b>
中的文本,console.log
将显示一个变动:
mutationRecords = [{
type: "characterData",
oldValue: "edit",
target: <text node>,
// 其他属性为空
}];
如果我们进行更复杂的编辑操作,例如删除 <b>edit</b>
,那么变动事件可能会包含多个变动记录:
mutationRecords = [{
type: "childList",
target: <div#elem>,
removedNodes: [<b>],
nextSibling: <text node>,
previousSibling: <text node>
// 其他属性为空
}, {
type: "characterData"
target: <text node>
// ...变动的详细信息取决于浏览器如何处理此类删除
// 它可能是将两个相邻的文本节点 "edit " 和 ", please" 合并成一个节点,
// 或者可能将它们留在单独的文本节点中
}];
因此,MutationObserver
允许对 DOM 子树中的任何更改作出反应。
用于集成
在什么时候可能有用?
想象一下,你需要添加一个第三方脚本,该脚本不仅包含有用的功能,还会执行一些我们不想要的操作,例如显示广告 <div class="ads">Unwanted ads</div>
。
当然,第三方脚本没有提供删除它的机制。
使用 MutationObserver
,我们可以监测到我们不需要的元素何时出现在我们的 DOM 中,并将其删除。
还有一些其他情况,例如第三方脚本会将某些内容添加到我们的文档中,并且我们希望检测出这种情况何时发生,以调整页面,动态调整某些内容的大小等。
MutationObserver
使我们能够实现这种需求。
用于架构
从架构的角度来看,在某些情况下,MutationObserver
有不错的作用。
假设我们正在建立一个有关编程的网站。自然地,文章和其他材料中可能包含源代码段。
在 HTML 标记(markup)中的此类片段如下所示:
...
<pre class="language-javascript"><code>
// 这里是代码
let hello = "world";
</code></pre>
...
为了提高可读性,同时对其进行美化,我们将在我们的网站上使用 JavaScript 语法高亮显示库,例如 Prism.js[3]。为了使用 Prism 对以上代码片段进行语法高亮显示,我们调用了 Prism.highlightElem(pre)
,它会检查此类 pre
元素的内容,并为这些元素添加特殊的标签(tag)和样式,以进行彩色语法高亮显示,类似于你在本文的示例中看到的那样。
那么,我们应该在什么时候执行该高亮显示方法呢?我们可以在 DOMContentLoaded
事件中执行,或者将脚本放在页面的底部。DOM 就绪后,我们可以搜索元素 pre[class*="language"]
并对其调用 Prism.highlightElem
:
// 高亮显示页面上的所有代码段
document.querySelectorAll('pre[class*="language"]').forEach(Prism.highlightElem);
到目前为止,一切都很简单,对吧?我们找到 HTML 中的代码片段并高亮显示它们。
现在让我们继续。假设我们要从服务器动态获取资料。我们将 在本教程的后续章节[4] 中学习进行此操作的方法。目前,只需要关心我们从网络服务器获取 HTML 文章并按需显示:
let article = /* 从服务器获取新内容 */
articleElem.innerHTML = article;
新的 article
HTML 可能包含代码段。我们需要对其调用 Prism.highlightElem
,否则它们将不会被高亮显示。
对于动态加载的文章,应该在何处何时调用 Prism.highlightElem
?
我们可以将该调用附加到加载文章的代码中,如下所示:
let article = /* 从服务器获取新内容 */
articleElem.innerHTML = article;
let snippets = articleElem.querySelectorAll('pre[class*="language-"]');
snippets.forEach(Prism.highlightElem);
……但是,想象一下,如果代码中有很多地方都是在加载内容:文章,测验和论坛帖子等。我们是否需要在每个地方都附加一个高亮显示调用,以在内容加载完成后,高亮内容中的代码。那很不方便。
并且,如果内容是由第三方模块加载的,该怎么办?例如,我们有一个由其他人编写的论坛,该论坛可以动态加载内容,并且我们想为其添加语法高亮显示。没有人喜欢修补第三方脚本。
幸运的是,还有另一种选择。
我们可以使用 MutationObserver
来自动检测何时在页面中插入了代码段,并高亮显示它们。
因此,我们在一个地方处理高亮显示功能,从而使我们无需集成它。
动态高亮显示示例
这是一个工作示例。
如果你运行这段代码,它将开始观察下面的元素,并高亮显示现在此处的所有代码段:
let observer = new MutationObserver(mutations => {
for(let mutation of mutations) {
// 检查新节点,有什么需要高亮显示的吗?
for(let node of mutation.addedNodes) {
// 我们只跟踪元素,跳过其他节点(例如文本节点)
if (!(node instanceof HTMLElement)) continue;
// 检查插入的元素是否为代码段
if (node.matches('pre[class*="language-"]')) {
Prism.highlightElement(node);
}
// 或者可能在子树的某个地方有一个代码段?
for(let elem of node.querySelectorAll('pre[class*="language-"]')) {
Prism.highlightElement(elem);
}
}
}
});
let demoElem = document.getElementById('highlight-demo');
observer.observe(demoElem, {childList: true, subtree: true});
下面有一个 HTML 元素,以及使用 innerHTML
动态填充它的 JavaScript。
请先运行前面那段代码(上面那段,观察元素),然后运行下面这段代码。你将看到 MutationObserver
是如何检测并高亮显示代码段的。
<p id="highlight-demo" style="border: 1px solid #ddd">一个具有 <code>id="highlight-demo"</code> 的示例元素,运行上面那段代码来观察它。</p>
下面这段代码填充了其 innerHTML
,这导致 MutationObserver
作出反应,并突出显示其内容:
let demoElem = document.getElementById('highlight-demo');
// 动态插入带有代码段的内容
demoElem.innerHTML = `下面是一个代码段:
<pre class="language-javascript"><code> let hello = "world!"; </code></pre>
<div>另一个代码段:</div>
<div>
<pre class="language-css"><code>.class { margin: 5px; } </code></pre>
</div>
`;
现在我们有了 MutationObserver
,它可以跟踪观察到的元素中的,或者整个 document
中的所有高亮显示。我们可以在 HTML 中添加/删除代码段,而无需考虑高亮问题。
其他方法
有一个方法可以停止观察节点:
observer.disconnect()
—— 停止观察。
当我们停止观察时,观察器可能尚未处理某些更改。在种情况下,我们使用:
observer.takeRecords()
—— 获取尚未处理的变动记录列表,表中记录的是已经发生,但回调暂未处理的变动。
这些方法可以一起使用,如下所示:
// 如果你关心可能未处理的近期的变动
// 那么,应该在 disconnect 前调用获取未处理的变动列表
let mutationRecords = observer.takeRecords();
// 停止跟踪变动
observer.disconnect();
...
observer.takeRecords()
返回的记录被从处理队列中移除:回调函数不会被
observer.takeRecords()
返回的记录调用。
垃圾回收:
观察器在内部对节点使用弱引用。也就是说,如果一个节点被从 DOM 中移除了,并且该节点变得不可访问,那么它就可以被垃圾回收。
观察到 DOM 节点这一事实并不能阻止垃圾回收。
总结
MutationObserver
可以对 DOM 的变化作出反应 —— 特性(attribute),文本内容,添加/删除元素。
我们可以用它来跟踪代码其他部分引入的更改,以及与第三方脚本集成。
MutationObserver
可以跟踪任何更改。config
“要观察的内容”选项用于优化,避免不必要的回调调用以节省资源。
现代 JavaScript 教程:开源的现代 JavaScript 从入门到进阶的优质教程。React 官方文档推荐,与 MDN 并列的 JavaScript 学习教程[5]。
在线免费阅读:https://zh.javascript.info
参考资料
MutationRecord: https://dom.spec.whatwg.org/#mutationrecord
[2]MutationRecord: https://dom.spec.whatwg.org/#mutationrecord
[3]Prism.js: https://prismjs.com/
[4]在本教程的后续章节: https://zh.javascript.info/fetch
[5]React 官方文档推荐,与 MDN 并列的 JavaScript 学习教程: https://zh-hans.reactjs.org/docs/getting-started.html#javascript-resources