前端路由浅析

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什么是路由

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://hometown.xxx.edu.cn/bbs/forum.php

有时还会有带.asp.html的路径,这就是所谓的SSR(Server Side Render),通过服务端渲染,直接返回页面。

其响应过程是这样的

1.浏览器发出请求

2.服务器监听到80端口(或443)有请求过来,并解析url路径

3.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)

4.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。

前端路由的诞生的缘由

Ajax,全称 Asynchronous JavaScript And XML,是浏览器用来实现异步加载的一种技术方案。在 90s 年代初,大多数的网页都是通过直接返回 HTML 的,用户的每次更新操作都需要重新刷新页面。及其影响交互体验,随着网络的发展,迫切需要一种方案来改善这种情况。

1996,微软首先提出 iframe 标签,iframe 带来了异步加载和请求元素的概念,随后在 1998 年,微软的 Outloook Web App 团队提出 Ajax 的基本概念(XMLHttpRequest的前身),并在 IE5 通过 ActiveX 来实现了这项技术。在微软实现这个概念后,其他浏览器比如 Mozilia,Safari,Opera 相继以 XMLHttpRequest 来实现 Ajax。不过在 IE7 发布时,微软选择了妥协,兼容了 XMLHttpRequest 的实现。

有了 Ajax 后,用户交互就不用每次都刷新页面,体验带来了极大的提升。

但真正让这项技术发扬光大的,还是后来的 Google Map,它的出现向人们展现了 Ajax 的真正魅力,释放了众多开发人员的想象力,让其不仅仅局限于简单的数据和页面交互,为后来异步交互体验方式的繁荣发展带来了根基。

而异步交互体验的更高级版本就是 SPA(那么问个问题,异步交互最高级的体验是什么?会在文末揭晓)—— 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。

单页应用的概念是伴随着 MVVM 出现的。最早由微软提出,然后他们在浏览器端用 Knockoutjs 实现。但这项技术的强大之处并未当时的开发者体会到,可能是因为 Knockoutjs 实现过于复杂,导致没有大面积的扩散。

从 vue-router 来看前端路由实现原理

前端路由的实现其实很简单。

本质上就是检测 url 的变化,截获 url 地址,然后解析来匹配路由规则。

但是这样有人就会问:url 每次变化都会刷新页面啊?页面都刷新了,JavaScript 怎么检测和截获 url?

在 2014 年之前,大家是通过 hash 来实现路由,url hash 就是类似于

https://segmentfault.com/a/1190000011956628#articleHeader2

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。

让我们来整理思路,假如我们要用 hash 的模式实现一个路由,那么流程应该是这样的。

hash-mode

hash 的实现相对来说要简单方便些,而且不用服务器来支持。

另外我们可以参考参考 vue-router 这一部分的实现

/**
 * 添加 url hash 变化的监听器
 */
setupListeners () {
  const router = this.router

  /**
   * 每当 hash 变化时就解析路径
   * 匹配路由
   */
  window.addEventListener('hashchange', () => {
    const current = this.current
    /**
     * transitionTo: 
     * 匹配路由
     * 并通过路由配置,把新的页面 render 到 ui-view 的节点
     */
    this.transitionTo(getHash(), route => {
      replaceHash(route.fullPath)
    })
  })
}

检测到 hash 的变化后,就可以通过替换 DOM 的方式来实现页面的更换。

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 onpopstate 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。具体可以见:HTML5 histroy 模式

同样,我们来理清下思路,这样写起代码才更得心应手~

html5-mode

这部分 vue-router 的源码,可以发现实现的思路大体也是相同的

export class HTML5History extends History {
  constructor (router, base) {
    super(router, base)
    /**
     * 原理还是跟 hash 实现一样
     * 通过监听 popstate 事件
     * 匹配路由,然后更新页面 DOM
     */
    window.addEventListener('popstate', e => {
      const current = this.current

      // Avoiding first `popstate` event dispatched in some browsers but first
      // history route not updated since async guard at the same time.
      const location = getLocation(this.base)
      if (this.current === START && location === initLocation) {
        return
      }

      this.transitionTo(location, route => {
        if (supportsScroll) {
          handleScroll(router, route, current, true)
        }
      })
    })
  }

  go (n) {
    window.history.go(n)
  }

  push (location, onComplete, onAbort) {
    const { current: fromRoute } = this
    this.transitionTo(location, route => {
      // 使用 pushState 更新 url,不会导致浏览器发送请求,从而不会刷新页面
      pushState(cleanPath(this.base + route.fullPath))
      onComplete && onComplete(route)
    }, onAbort)
  }

  replace (location, onComplete, onAbort) {
    const { current: fromRoute } = this
    this.transitionTo(location, route => {
      // replaceState 跟 pushState 的区别在于,不会记录到历史栈
      replaceState(cleanPath(this.base + route.fullPath))
      onComplete && onComplete(route)
    }, onAbort)
  }
}

你还可以通过 npm 来安装这个包(功能已经实现完整,并有详细文档)

npm i router -S

后记

异步交互的最高级体验是什么?

PWA,让前端页面可以做到离线操作