处理尚不存在的 DOM 节点

探索 MutationObserver API 与传统轮询等待最终被创建的节点方法相比的优劣。

有时候，您需要操作尚未存在的 DOM 的某个部分。

出现这种需求的原因有很多，但你最常看到的是在处理第三方脚本时，这些脚本会异步地将标记注入页面。举个例子，我最近需要在用户关闭Google reCAPTCHA的挑战时更新UI。诸如blur事件的响应并没有得到工具的正式支持，所以我打算自己来设计一个事件监听器。然而，通过像.querySelector()这样的方法来尝试访问节点会返回null，因为此时节点还没有被浏览器渲染，并且我也不知道究竟什么时候会被渲染。

为了更深入地探讨这个问题，我设计了一个按钮，让它在随机的时间内（0到5秒之间）被挂载到DOM中。如果我试图从一开始就给这个按钮添加一个事件监听器，我就会得到一个异常。

// Simulating lazily-rendered HTML:
setTimeout(() => {
	const button = document.createElement('button');
	button.id = 'button';
	button.innerText = 'Do Something!';

 	document.body.append(button);
}, randomBetweenMs(1000, 5000));

document.querySelector('#button').addEventListener('click', () => {
	alert('clicked!')
});

// Error: Cannot read properties of null (reading 'addEventListener')

真的是毫无意外。你看到的所有代码都会被丢进调用栈并立即执行（当然，除了setTimeout的回调函数），所以当我试图访问按钮时，我所得到的便是null。

轮询

为了解决这个问题，通常做法是使用轮询，不停的查询DOM直到节点出现。你可能会看到使用setInterval或者setTimeout这样的方法，下面是使用递归的例子：

function attachListenerToButton() {
  let button = document.getElementById('button');

  if (button) {
    button.addEventListener('click', () => alert('clicked!'));
    return;
  }

	// If the node doesn't exist yet, try
	// again on the next turn of the event loop.
  setTimeout(attachListenerToButton);
}

attachListenerToButton();

或者，你可能已经见过一种基于Promise的方法，这感觉更现代一些：

async function attachListenerToButton() {
  let button = document.getElementById('button');

  while (!button) {
		// If the node doesn't exist yet, try
		// again on the next turn of the event loop.
    button = document.getElementById('button');
    await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve));
  }

  button.addEventListener('click', () => alert('clicked!'));
}

attachListenerToButton();

不管怎么说，这种策略都有非同小可的代价--主要是性能。在这两个版本中，移除setTimeout()会导致脚本完全同步运行，阻塞主线程，以及其他需要在主线程上进行的任务。没有输入事件会被处理。你的标签会被冻结。混乱不会随之而来。

在这里插入一个setTimeout()（或者setInterval），将下一次尝试推迟到到事件循环的下一个迭代中，这样就可以在这期间执行其他任务。但你仍然在重复地占用调用栈，等待你的节点出现。如果你想让你的代码很好地管理事件循环，那这就太不理想了。

你可以通过增加查询的间隔时间（比如每200ms查询一次）来减少调用栈的膨胀。但是你会面临这样的风险，即在节点出现和你的工作执行之间发生了意想不到的事情。例如，如果你正在添加一个click事件监听器，你不希望用户在几毫秒后才附加监听器之前就有机会点击该元素。这样的问题可能很少见，但当你稍后调试可能出错的代码时，它们肯定会带来烦恼。

MutationObserver()

MutationObserver API 已经存在一段时间了，在现代浏览器中得到了广泛支持。它的作用很简单：当 DOM 树发生变化（包括插入节点时）时执行某些操作。但是作为原生浏览器 API，你不需要像轮询一样考虑性能问题。观察 body 内部任何变化的基本设置如下所示：

const domObserver = new MutationObserver((mutationList) => {
	// document.body has changed! Do something.
});

domObserver.observe(document.body, { childList: true, subtree: true });

对于我们构造的示例，进一步完善也相当简单。每当树发生变化时，我们将查询特定的节点。如果节点存在，则附加监听器。

const domObserver = new MutationObserver(() => {
  const button = document.getElementById('button');

  if (button) {
    button.addEventListener('click', () => alert('clicked!'));
  }
});

domObserver.observe(document.body, { childList: true, subtree: true });

我们传递给 .observe() 的选项很重要。将 childList 设置为 true 使观察器监视我们所针对的节点（document.body）的变化，而 subtree:true 将导致监视其所有后代。诚然，这里的 API 对我来说不是非常容易理解，因此在使用它满足自己的需求之前，值得花费一些时间仔细思考。

无论如何，这种特定的配置最适用于你不知道节点可能被注入到何处的情况。但是，如果你确信它会出现在某个元素中，那么更明智的做法是更加精确地定位目标。

清理

如果我们将观察器保留为原样，每次 DOM 的变化都会有添加另一个点击事件监听器到同一个按钮的风险。你可以通过将点击事件回调拉到 MutationObserver 的回调之外的自己的变量中来解决这个问题（.addEventListener() 不会向具有相同回调引用的节点添加监听器），但在不再需要它时即时清理观察器会更加直观。观察器上有一个很好的方法可以做到这一点：

const domObserver = new MutationObserver((_mutationList, observer) => {
	const button = document.getElementById('button');

	if (button) {
    	button.addEventListener('click', () => console.log('clicked!'));

		// No need to observe anymore. Clean up!
		observer.disconnect();
 	}
});

响应速度

我之前提到了轮询可能会在响应 DOM 更改时引入少量的假死时间。很多风险取决于你使用的时间间隔大小，但 setTimeout() 和 setInterval() 都在主任务队列上运行它们的回调，这意味着它们总是在事件循环的下一次迭代中运行。

然而，MutationObserver 在微任务队列上触发其回调，这意味着它不需要等待事件循环的完整旋转就可以触发回调。它的响应性更高。

我在浏览器中使用 performance.now() 进行了一项基础实验，以查看将点击事件监听器添加到按钮上需要多长时间，此时它已挂载到 DOM 中。请记住，这是在我们的 setTimeout() 中没有设置延迟的情况下进行的，因此我们看到的延迟可能是事件循环本身的速度（加上其他因素）。以下是结果：

方法	添加监听器的延迟
轮询	~8ms
MutationObserver()	~.09ms

这是一个非常惊人的差异。使用轮询和零延迟的 setTimeout() 来附加监听器的速度，大约比 MutationObserver 慢了 88 倍。这效果还不错。

总结

考虑到性能优势、更简单的 API 和普遍的浏览器支持，与 MutationObserver 相比，使用 DOM 轮询难以获得优势。我希望你在处理自己项目中的延迟挂载节点时会发现它很有用。我自己也会寻找其他场景，在这些场景下，MutationObserver 可能也很有用。

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