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本文作者：霜序

前言

在前一篇文章中，我们详细的说了 react-router@3.x 升级到 @6.x 需要注意的问题以及变更的使用方式。

react-router 版本更新非常快，但是它的底层实现原理确是万变不离其中，在本文中会从前端路由出发到 react-router 原理总结与分享。

前端路由

在 Web 前端单页面应用 SPA(Single Page Application)中，路由是描述 URL 和 UI 之间的映射关系，这种映射是单向的，即 URL 的改变会引起 UI 更新，无需刷新页面

如何实现前端路由

实现前端路由，需要解决两个核心问题

1. 如何改变 URL 却不引起页面刷新？
2. 如何监测 URL 变化？

在前端路由的实现模式有两种模式，hash 和 history 模式，分别回答上述两个问题

hash 模式

1. hash 是 url 中 hash(#) 及后面的部分，常用锚点在页面内做导航，改变 url 中的 hash 部分不会引起页面的刷新
2. 通过 hashchange 事件监听 URL 的改变。改变 URL 的方式只有以下几种：通过浏览器导航栏的前进后退、通过标签、通过window.location，这几种方式都会触发hashchange事件

history 模式

1. history 提供了 pushState 和 replaceState 两个方法，这两个方法改变 URL 的 path 部分不会引起页面刷新
2. 通过 popchange 事件监听 URL 的改变。需要注意只在通过浏览器导航栏的前进后退改变 URL 时会触发popstate事件，通过标签和pushState/replaceState不会触发popstate方法。但我们可以拦截标签的点击事件和pushState/replaceState的调用来检测 URL 变化，也是可以达到监听 URL 的变化，相对hashchange显得略微复杂

JS 实现前端路由

基于 hash 实现

由于三种改变 hash 的方式都会触发hashchange方法，所以只需要监听hashchange方法。需要在DOMContentLoaded后，处理一下默认的 hash 值

// 页面加载完不会触发 hashchange，这里主动触发一次 hashchange 事件，处理默认hash
window.addEventListener('DOMContentLoaded', onLoad);
// 监听路由变化
window.addEventListener('hashchange', onHashChange);
// 路由变化时，根据路由渲染对应 UI
function onHashChange() {
  switch (location.hash) {
    case '#/home':
      routerView.innerHTML = 'This is Home';
      return;
    case '#/about':
      routerView.innerHTML = 'This is About';
      return;
    case '#/list':
      routerView.innerHTML = 'This is List';
      return;
    default:
      routerView.innerHTML = 'Not Found';
      return;
  }
}

hash 实现 demo

基于 history 实现

因为 history 模式下，标签和pushState/replaceState不会触发popstate方法，我们需要对的跳转和pushState/replaceState做特殊处理。

• 对作点击事件，禁用默认行为，调用pushState方法并手动触发popstate的监听事件
• 对pushState/replaceState可以重写 history 的方法并通过派发事件能够监听对应事件

var _wr = function (type) {
  var orig = history[type];
  return function () {
    var e = new Event(type);
    e.arguments = arguments;
    var rv = orig.apply(this, arguments);
    window.dispatchEvent(e);
    return rv;
  };
};
// 重写pushstate事件
history.pushState = _wr('pushstate');

function onLoad() {
  routerView = document.querySelector('#routeView');
  onPopState();
  // 拦截  标签点击事件默认行为
  // 点击时使用 pushState 修改 URL并更新手动 UI，从而实现点击链接更新 URL 和 UI 的效果。
  var linkList = document.querySelectorAll('a[href]');
  linkList.forEach((el) =>
    el.addEventListener('click', function (e) {
      e.preventDefault();
      history.pushState(null, '', el.getAttribute('href'));
      onPopState();
    }),
  );
}
// 监听pushstate方法
window.addEventListener('pushstate', onPopState());
// 页面加载完不会触发 hashchange，这里主动触发一次 popstate 事件，处理默认pathname
window.addEventListener('DOMContentLoaded', onLoad);
// 监听路由变化
window.addEventListener('popstate', onPopState);
// 路由变化时，根据路由渲染对应 UI
function onPopState() {
  switch (location.pathname) {
    case '/home':
      routerView.innerHTML = 'This is Home';
      return;
    case '/about':
      routerView.innerHTML = 'This is About';
      return;
    case '/list':
      routerView.innerHTML = 'This is List';
      return;
    default:
      routerView.innerHTML = 'Not Found';
      return;
  }
}

history 实现 demo

React-Router 的架构

• history 库给 browser、hash 两种 history 提供了统一的 API，给到 react-router-dom 使用
• react-router 实现了路由的最核心能力。提供了、等组件，以及配套 hook
• react-router-dom 是对 react-router 更上一层封装。把 history 传入并初始化成、，补充了这样给浏览器直接用的组件。同时把 react-router 直接导出，减少依赖

History 实现

history

在上文中说到，BrowserRouter使用 history 库提供的createBrowserHistory创建的history对象改变路由状态和监听路由变化。

❓ 那么 history 对象需要提供哪些功能讷？

• 监听路由变化的listen方法以及对应的清理监听unlisten方法
• 改变路由的push方法

// 创建和管理listeners的方法
export const EventEmitter = () => {
  const events = [];
  return {
    subscribe(fn) {
      events.push(fn);
      return function () {
        events = events.filter((handler) => handler !== fn);
      };
    },
    emit(arg) {
      events.forEach((fn) => fn && fn(arg));
    },
  };
};

BrowserHistory

const createBrowserHistory = () => {
  const EventBus = EventEmitter();
  // 初始化location
  let location = {
    pathname: '/',
  };
  // 路由变化时的回调
  const handlePop = function () {
    const currentLocation = {
      pathname: window.location.pathname,
    };
    EventBus.emit(currentLocation); // 路由变化时执行回调
  };
  // 定义history.push方法
  const push = (path) => {
    const history = window.history;
    // 为了保持state栈的一致性
    history.pushState(null, '', path);
    // 由于push并不触发popstate，我们需要手动调用回调函数
    location = { pathname: path };
    EventBus.emit(location);
  };

  const listen = (listener) => EventBus.subscribe(listener);

  // 处理浏览器的前进后退
  window.addEventListener('popstate', handlePop);

  // 返回history
  const history = {
    location,
    listen,
    push,
  };
  return history;
};

对于 BrowserHistory 来说，我们的处理需要增加一项，当我们触发 push 的时候，需要手动通知所有的监听者，因为 pushState 无法触发 popState 事件，因此需要手动触发

HashHistory

const createHashHistory = () => {
  const EventBus = EventEmitter();
  let location = {
    pathname: '/',
  };
  // 路由变化时的回调
  const handlePop = function () {
    const currentLocation = {
      pathname: window.location.hash.slice(1),
    };
    EventBus.emit(currentLocation); // 路由变化时执行回调
  };
  // 不用手动执行回调，因为hash改变会触发hashchange事件
  const push = (path) => (window.location.hash = path);
  const listen = (listener: Function) => EventBus.subscribe(listener);
  // 监听hashchange事件
  window.addEventListener('hashchange', handlePop);
  // 返回的history上有个listen方法
  const history = {
    location,
    listen,
    push,
  };
  return history;
};

在实现 hashHistory 的时候，我们只是对hashchange进行了监听，当该事件发生时，我们获取到最新的 location 对象，在通知所有的监听者 listener 执行回调函数

React-Router@6 丐版实现

• 绿色为 history 中的方法
• 紫色为 react-router-dom 中的方法
• 橙色为 react-router 中的方法

Router