前端路由简介以及vue-router实现原理
后端路由简介
路由这个概念最先是后端出现的。在以前用模板引擎开发页面时，经常会看到这样
http://www.xxx.com/login大致流程可以看成这样：
- 浏览器发出请求
- 服务器监听到 80 端口（或443）有请求过来，并解析url路径
- 根据服务器的路由配置，返回相应信息（可以是 html 字串，也可以是 json 数据，图片等）
- 浏览器根据数据包的 Content-Type 来决定如何解析数据
简单来说路由就是用来跟后端服务器进行交互的一种方式，通过不同的路径，来请求不同的资源，请求不同的页面是路由的其中一种功能。
前端路由
1. hash 模式
随着 ajax 的流行，异步数据请求交互运行在不刷新浏览器的情况下进行。而异步交互体验的更高级版本就是 SPA —— 单页应用。单页应用不仅仅是在页面交互是无刷新的，连页面跳转都是无刷新的，为了实现单页应用，所以就有了前端路由。
类似于服务端路由，前端路由实现起来其实也很简单，就是匹配不同的 url 路径，进行解析，然后动态的渲染出区域 html 内容。但是这样存在一个问题，就是 url 每次变化的时候，都会造成页面的刷新。那解决问题的思路便是在改变 url 的情况下，保证页面的不刷新。在 2014 年之前，大家是通过 hash 来实现路由，url hash 就是类似于：
http://www.xxx.com/#/login这种 #。后面 hash 值的变化，并不会导致浏览器向服务器发出请求，浏览器不发出请求，也就不会刷新页面。另外每次 hash 值的变化，还会触发hashchange 这个事件，通过这个事件我们就可以知道 hash 值发生了哪些变化。然后我们便可以监听hashchange来实现更新页面部分内容的操作：
function matchAndUpdate () {
// todo 匹配 hash 做 dom 更新操作
}
window.addEventListener('hashchange', matchAndUpdate)
2. history 模式
14年后，因为 HTML5 标准发布。多了两个 API，pushState 和 replaceState，通过这两个 API 可以改变 url 地址且不会发送请求。同时还有popstate 事件。通过这些就能用另一种方式来实现前端路由了，但原理都是跟 hash 实现相同的。用了 HTML5 的实现，单页路由的 url 就不会多出一个#，变得更加美观。但因为没有 # 号，所以当用户刷新页面之类的操作时，浏览器还是会给服务器发送请求。为了避免出现这种情况，所以这个实现需要服务器的支持，需要把所有路由都重定向到根页面。
function matchAndUpdate () {
// todo 匹配路径 做 dom 更新操作
}
window.addEventListener('popstate', matchAndUpdate)
Vue router 实现
我们来看一下vue-router是如何定义的：
import VueRouter from 'vue-router'
Vue.use(VueRouter)
const router = new VueRouter({
mode: 'history',
routes: [...]
})
new Vue({
router
...
})
可以看出来vue-router是通过 Vue.use的方法被注入进 Vue 实例中，在使用的时候我们需要全局用到 vue-router的router-view和router-link组件，以及this.$router/$route这样的实例对象。那么是如何实现这些操作的呢？下面我会分几个章节详细的带你进入vue-router的世界。
造轮子 -- 动手实现一个数据驱动的 router
经过上面的阐述，相信您已经对前端路由以及vue-router有了一些大致的了解。那么这里我们为了贯彻无解肥，我们来手把手撸一个下面这样的数据驱动的 router：
new Router({
id: 'router-view', // 容器视图
mode: 'hash', // 模式
routes: [
{
path: '/',
name: 'home',
component: '<div>Home</div>',
beforeEnter: (next) => {
console.log('before enter home')
next()
},
afterEnter: (next) => {
console.log('enter home')
next()
},
beforeLeave: (next) => {
console.log('start leave home')
next()
}
},
{
path: '/bar',
name: 'bar',
component: '<div>Bar</div>',
beforeEnter: (next) => {
console.log('before enter bar')
next()
},
afterEnter: (next) => {
console.log('enter bar')
next()
},
beforeLeave: (next) => {
console.log('start leave bar')
next()
}
},
{
path: '/foo',
name: 'foo',
component: '<div>Foo</div>'
}
]
})
思路整理
首先是数据驱动，所以我们可以通过一个route对象来表述当前路由状态，比如：
current = {
path: '/', // 路径
query: {}, // query
params: {}, // params
name: '', // 路由名
fullPath: '/', // 完整路径
route: {} // 记录当前路由属性
}
current.route内存放当前路由的配置信息，所以我们只需要监听current.route的变化来动态render页面便可。
接着我么需要监听不同的路由变化，做相应的处理。以及实现hash和history模式。
数据驱动
这里我们延用vue数据驱动模型，实现一个简单的数据劫持，并更新视图。首先定义我们的observer
class Observer {
constructor (value) {
this.walk(value)
}
walk (obj) {
Object.keys(obj).forEach((key) => {
// 如果是对象，则递归调用walk，保证每个属性都可以被defineReactive
if (typeof obj[key] === 'object') {
this.walk(obj[key])
}
defineReactive(obj, key, obj[key])
})
}
}
function defineReactive(obj, key, value) {
let dep = new Dep()
Object.defineProperty(obj, key, {
get: () => {
if (Dep.target) {
// 依赖收集
dep.add()
}
return value
},
set: (newValue) => {
value = newValue
// 通知更新，对应的更新视图
dep.notify()
}
})
}
export function observer(value) {
return new Observer(value)
}
再接着，我们需要定义Dep和Watcher:
export class Dep {
constructor () {
this.deppend = []
}
add () {
// 收集watcher
this.deppend.push(Dep.target)
}
notify () {
this.deppend.forEach((target) => {
// 调用watcher的更新函数
target.update()
})
}
}
Dep.target = null
export function setTarget (target) {
Dep.target = target
}
export function cleanTarget() {
Dep.target = null
}
// Watcher
export class Watcher {
constructor (vm, expression, callback) {
this.vm = vm
this.callbacks = []
this.expression = expression
this.callbacks.push(callback)
this.value = this.getVal()
}
getVal () {
setTarget(this)
// 触发 get 方法，完成对 watcher 的收集
let val = this.vm
this.expression.split('.').forEach((key) => {
val = val[key]
})
cleanTarget()
return val
}
// 更新动作
update () {
this.callbacks.forEach((cb) => {
cb()
})
}
}
到这里我们实现了一个简单的订阅-发布器，所以我们需要对current.route做数据劫持。一旦current.route更新，我们可以及时的更新当前页面：
// 响应式数据劫持
observer(this.current)
// 对 current.route 对象进行依赖收集，变化时通过 render 来更新
new Watcher(this.current, 'route', this.render.bind(this))
恩....到这里，我们似乎已经完成了一个简单的响应式数据更新。其实render也就是动态的为页面指定区域渲染对应内容，这里只做一个简化版的render:
render() {
let i
if ((i = this.history.current) && (i = i.route) && (i = i.component)) {
document.getElementById(this.container).innerHTML = i
}
}
hash 和 history
接下来是hash和history模式的实现，这里我们可以沿用vue-router的思想，建立不同的处理模型便可。来看一下我实现的核心代码：
this.history = this.mode === 'history' ?
new HTML5History(this) :
new HashHistory(this)
当页面变化时，我们只需要监听hashchange和popstate事件，做路由转换transitionTo:
/**
* 路由转换
* @param target 目标路径
* @param cb 成功后的回调
*/
transitionTo(target, cb) {
// 通过对比传入的 routes 获取匹配到的 targetRoute 对象
const targetRoute = match(target, this.router.routes)
this.confirmTransition(targetRoute, () => {
// 这里会触发视图更新
this.current.route = targetRoute
this.current.name = targetRoute.name
this.current.path = targetRoute.path
this.current.query = targetRoute.query || getQuery()
this.current.fullPath = getFullPath(this.current)
cb && cb()
})
}
/**
* 确认跳转
* @param route
* @param cb
*/
confirmTransition (route, cb) {
// 钩子函数执行队列
let queue = [].concat(
this.router.beforeEach,
this.current.route.beforeLeave,
route.beforeEnter,
route.afterEnter
)
// 通过 step 调度执行
let i = -1
const step = () => {
i ++
if (i > queue.length) {
cb()
} else if (queue[i]) {
queue[i](step)
} else {
step()
}
}
step(i)
}
}
这样我们一方面通过this.current.route = targetRoute达到了对之前劫持数据的更新，来达到视图更新。另一方面我们又通过任务队列的调度，实现了基本的钩子函数beforeEach、beforeLeave、beforeEnter、afterEnter。
到这里其实也就差不多了，接下来我们顺带着实现几个API吧：
/**
* 跳转，添加历史记录
* @param location
* @example this.push({name: 'home'})
* @example this.push('/')
*/
push (location) {
const targetRoute = match(location, this.router.routes)
this.transitionTo(targetRoute, () => {
changeUrl(this.router.base, this.current.fullPath)
})
}
/**
* 跳转，添加历史记录
* @param location
* @example this.replaceState({name: 'home'})
* @example this.replaceState('/')
*/
replaceState(location) {
const targetRoute = match(location, this.router.routes)
this.transitionTo(targetRoute, () => {
changeUrl(this.router.base, this.current.fullPath, true)
})
}
go (n) {
window.history.go(n)
}
function changeUrl(path, replace) {
const href = window.location.href
const i = href.indexOf('#')
const base = i >= 0 ? href.slice(0, i) : href
if (replace) {
window.history.replaceState({}, '', `${base}#/${path}`)
} else {
window.history.pushState({}, '', `${base}#/${path}`)
}
}
到这里也就基本上结束了。源码地址：
有兴趣可以自己玩玩。实现的比较粗陋，如有疑问，欢迎指点。
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