vue-router实现原理及两种模式分析
之前用Vue开发单页应用，发现不管路由怎么变化，浏览器地址栏总是会有一个'#'号。
image.png
当时检查自己的代码，没有发现请求的地址带'#'，当时也很纳闷，但是由于没有影响页面的渲染以及向后台发送请求，当时也没有在意。最近看了一下vue-router的实现原理，才逐渐揭开了这个谜题。
vue-router 的两种方式（浏览器环境下）
1. Hash （对应HashHistory）
hash（“#”）符号的本来作用是加在URL中指示网页中的位置：
http://www.example.com/index.html#print
#符号本身以及它后面的字符称之为hash(也就是我之前为什么地址栏都会有一个‘#’)，可通过window.location.hash属性读取。它具有如下特点：
- hash虽然出现在URL中，但不会被包括在HTTP请求中。它是用来指导浏览器动作的，对服务器端完全无用，因此，改变hash不会重新加载页面
2.可以为hash的改变添加监听事件：
window.addEventListener("hashchange", funcRef, false)
- 每一次改变hash（window.location.hash），都会在浏览器的访问历史中增加一个记录
利用hash的以上特点，就可以来实现前端路由“更新视图但不重新请求页面”的功能了。
2. History （对应HTML5History）
History接口是浏览器历史记录栈提供的接口，通过back(), forward(), go()等方法，我们可以读取浏览器历史记录栈的信息，进行各种跳转操作。
从HTML5开始，History interface提供了两个新的方法：pushState(), replaceState()使得我们可以对浏览器历史记录栈进行修改：
window.history.pushState(stateObject, title, URL)
window.history.replaceState(stateObject, title, URL)
stateObject: 当浏览器跳转到新的状态时，将触发popState事件，该事件将携带这个stateObject参数的副本
title: 所添加记录的标题
URL: 所添加记录的URL
这两个方法有个共同的特点：当调用他们修改浏览器历史记录栈后，虽然当前URL改变了，但浏览器不会刷新页面，这就为单页应用前端路由“更新视图但不重新请求页面”提供了基础。
浏览器历史记录可以看作一个「栈」。栈是一种后进先出的结构，可以把它想象成一摞盘子，用户每点开一个新网页，都会在上面加一个新盘子，叫「入栈」。用户每次点击「后退」按钮都会取走最上面的那个盘子，叫做「出栈」。而每次浏览器显示的自然是最顶端的盘子的内容。
vue-router 的作用
vue-router的作用就是通过改变URL，在不重新请求页面的情况下，更新页面视图。简单的说就是，虽然地址栏的地址改变了，但是并不是一个全新的页面，而是之前的页面某些部分进行了修改。
export default new Router({
// mode: 'history', //后端支持可开
routes: constantRouterMap
})
这是Vue项目中常见的一段初始化vue-router的代码，之前没仔细研究过vue-router，不知道还有一个mode属性，后来看了相关文章后了解到，mode属性用来指定vue-router使用哪一种模式。在没有指定mode的值，则使用hash模式。
源码分析
首先看一下vue-router的构造函数
constructor (options: RouterOptions = {}) {
this.app = null
this.apps = []
this.options = options
this.beforeHooks = []
this.resolveHooks = []
this.afterHooks = []
this.matcher = createMatcher(options.routes || [], this)
let mode = options.mode || 'hash'
this.fallback = mode === 'history' && !supportsPushState && options.fallback !== false
if (this.fallback) {
mode = 'hash'
}
if (!inBrowser) {
mode = 'abstract'
}
this.mode = mode
switch (mode) {
case 'history':
this.history = new HTML5History(this, options.base)
break
case 'hash':
this.history = new HashHistory(this, options.base, this.fallback)
break
case 'abstract': //非浏览器环境下
this.history = new AbstractHistory(this, options.base)
break
default:
if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
assert(false, `invalid mode: ${mode}`)
}
}
}
主要是先获取mode的值，如果mode的值为history但是浏览器不支持history模式,那么就强制设置mode值为hash。如果支持则为history。接下来，根据mode的值，来选择vue-router使用哪种模式。
case 'history':
this.history = new HTML5History(this, options.base)
break
case 'hash':
this.history = new HashHistory(this, options.base, this.fallback)
break
这样就有了两种模式。确定好了vue-router使用哪种模式后，就到了init。
先来看看router 的 init 方法就干了哪些事情，在 src/index.js 中
init (app: any /* Vue component instance */) {
// ....
const history = this.history
if (history instanceof HTML5History) {
history.transitionTo(history.getCurrentLocation())
} else if (history instanceof HashHistory) {
const setupHashListener = () => {
history.setupListeners()
}
history.transitionTo(
history.getCurrentLocation(),
setupHashListener,
setupHashListener
)
}
history.listen(route => {
this.apps.forEach((app) => {
app._route = route
})
})
}
// ....
// VueRouter类暴露的以下方法实际是调用具体history对象的方法
push (location: RawLocation, onComplete?: Function, onAbort?: Function) {
this.history.push(location, onComplete, onAbort)
}
replace (location: RawLocation, onComplete?: Function, onAbort?: Function) {
this.history.replace(location, onComplete, onAbort)
}
}
如果是HTML5History，则执行
history.transitionTo(history.getCurrentLocation())
如果是Hash模式，则执行
const setupHashListener = () => {
history.setupListeners()
}
history.transitionTo(
history.getCurrentLocation(),
setupHashListener,
setupHashListener
)
可以看出，两种模式都执行了transitionTo( )函数。
接下来看一下两种模式分别是怎么执行的，首先看一下Hash模式
HashHistory.push()
我们来看HashHistory中的push()方法：
push (location: RawLocation, onComplete?: Function, onAbort?: Function) {
this.transitionTo(location, route => {
pushHash(route.fullPath)
onComplete && onComplete(route)
}, onAbort)
}
function pushHash (path) {
window.location.hash = path
}
transitionTo()方法是父类中定义的是用来处理路由变化中的基础逻辑的，push()方法最主要的是对window的hash进行了直接赋值：
window.location.hash = route.fullPath
hash的改变会自动添加到浏览器的访问历史记录中。
那么视图的更新是怎么实现的呢，我们来看父类History中transitionTo()方法的这么一段：
transitionTo (location: RawLocation, onComplete?: Function, onAbort?: Function) {
// 调用 match 得到匹配的 route 对象
const route = this.router.match(location, this.current)
this.confirmTransition(route, () => {
this.updateRoute(route)
...
})
}
updateRoute (route: Route) {
this.cb && this.cb(route)
}
listen (cb: Function) {
this.cb = cb
}
可以看到，当路由变化时，调用了History中的this.cb方法，而this.cb方法是通过History.listen(cb)进行设置的。回到VueRouter类定义中，找到了在init()方法中对其进行了设置：
init (app: any /* Vue component instance */) {
this.apps.push(app)
history.listen(route => {
this.apps.forEach((app) => {
app._route = route
})
})
}
代码中的app指的是Vue的实例，._route本不是本身的组件中定义的内置属性，而是在Vue.use(Router)加载vue-router插件的时候，通过Vue.mixin()方法，全局注册一个混合，影响注册之后所有创建的每个 Vue 实例，该混合在beforeCreate钩子中通过Vue.util.defineReactive()定义了响应式的_route。所谓响应式属性，即当_route值改变时，会自动调用Vue实例的render()方法，更新视图。vm.render()是根据当前的_route的path，name等属性，来将路由对应的组件渲染到<router-view></router-view>.
所以总结下来，从路由改变到视图的更新流程如下：
this.$router.push(path)
-->
HashHistory.push()
-->
History.transitionTo()
-->
const route = this.router.match(location, this.current)会进行地址匹配，得到一个对应当前地址的route(路由信息对象)
-->
History.updateRoute(route)
-->
app._route=route (Vue实例的_route改变) 由于_route属性是采用vue的数据劫持，当_route的值改变时，会执行响应的render( )
-- >
vm.render() 具体是在<router-view></router-view> 中render
-->
window.location.hash = route.fullpath (浏览器地址栏显示新的路由的path)
HashHistory.replace()
说完了HashHistory.push()，该说HashHistory.replace()了。
replace (location: RawLocation, onComplete?: Function, onAbort?: Function) {
this.transitionTo(location, route => {
replaceHash(route.fullPath)
onComplete && onComplete(route)
}, onAbort)
}
function replaceHash (path) {
const i = window.location.href.indexOf('#')
window.location.replace(
window.location.href.slice(0, i >= 0 ? i : 0) + '#' + path
)
}
可以看出来，HashHistory.replace它与push()的实现结构上基本相似，不同点在于它不是直接对window.location.hash进行赋值，而是调用window.location.replace方法将路由进行替换。这样不会将新路由添加到浏览器访问历史的栈顶，而是替换掉当前的路由。
监听地址栏
可以看出来，上面的过程都是在代码内部进行路由的改变的，比如项目中常见的this.$router.push(), <router-link to=''>等方法。然后将浏览器的地址栏置为新的hash值。那么如果直接在地址栏中输入URL从而改变路由呢，例如
我将dashboadr删除，然后置为article/hotSpot，然后回车，vue又是如何处理的呢？
setupListeners () {
window.addEventListener('hashchange', () => {
if (!ensureSlash()) {
return
}
this.transitionTo(getHash(), route => {
replaceHash(route.fullPath)
})
})
}
该方法设置监听了浏览器事件hashchange，调用的函数为replaceHash，即在浏览器地址栏中直接输入路由相当于代码调用了replace()方法.后面的步骤自然与HashHistory.replace()相同，一样实现页面渲染。
HTML5History
HTML5History模式的vue-router 代码结构以及更新视图的逻辑与hash模式基本类似，和HashHistory的步骤基本一致，只是HashHistory的push和replace()变成了HTML5History.pushState()和HTML5History.replaceState()
在HTML5History中添加对修改浏览器地址栏URL的监听是直接在构造函数中执行的，对HTML5History的popstate 事件进行监听：
constructor (router: Router, base: ?string) {
window.addEventListener('popstate', e => {
const current = this.current
this.transitionTo(getLocation(this.base), route => {
if (expectScroll) {
handleScroll(router, route, current, true)
}
})
})
}
以上就是vue-router hash模式与history模式不同模式下处理逻辑的分析了。
两种模式比较
hash模式 会在浏览器的URL中加入'#'，而HTM5History就没有'#'号，URL和正常的URL一样。
另外：
history.pushState()相比于直接修改hash主要有以下优势：
- pushState设置的新URL可以是与当前URL同源的任意URL；而hash只可修改#后面的部分，故只可设置与当前同文档的URL
- pushState设置的新URL可以与当前URL一模一样，这样也会把记录添加到栈中；而hash设置的新值必须与原来不一样才会触发记录添加到栈中
- pushState通过stateObject可以添加任意类型的数据到记录中；而hash只可添加短字符串
- pushState可额外设置title属性供后续使用
相关参考链接：
从vue-router看前端路由的两种实现
vue-router源码分析-整体流程
利用 History API 无刷新更改地址栏
