简化版的vue-router实现思路详解

本文旨在介绍 vue-router 的实现思路，并动手实现一个简化版的 vue-router 。我们先来看一下一般项目中对 vue-router 最基本的一个使用，可以看到，这里定义了四个路由组件,我们只要在根 vue 实例中注入该 router 对象就可以使用了.

import VueRouter from 'vue-router';
import Home from '@/components/Home';
import A from '@/components/A';
import B from '@/components/B'
import C from '@/components/C'
Vue.use(VueRouter)
export default new VueRouter.Router({
 // mode: 'history',
 routes: [
 {
  path: '/',
  component: Home
 },
 {
  path: '/a',
  component: A
 },
 {
  path: '/b',
  component: B
 },
 {
  path: '/c',
  component: C
 }
 ]
})

vue-router 提供两个全局组件， router-view 和 router-link ，前者是用于路由组件的占位，后者用于点击时跳转到指定路由。此外组件内部可以通过 this.$router.push , this.$rouer.replace 等api实现路由跳转。本文将实现上述两个全局组件以及 push 和 replace 两个api，调用的时候支持 params 传参，并且支持 hash 和 history 两种模式，忽略其余api、嵌套路由、异步路由、 abstract 路由以及导航守卫等高级功能的实现，这样有助于理解 vue-router 的核心原理。本文的最终代码不建议在生产环境使用，只做一个学习用途，下面我们就来一步步实现它。

install实现

任何一个 vue 插件都要实现一个 install 方法，通过 Vue.use 调用插件的时候就是在调用插件的 install 方法，那么路由的 install 要做哪些事情呢？首先我们知道 我们会用 new 关键字生成一个 router 实例，就像前面的代码实例一样，然后将其挂载到根 vue 实例上，那么作为一个全局路由，我们当然需要在各个组件中都可以拿到这个 router 实例。另外我们使用了全局组件 router-view 和 router-link ，由于 install 会接收到 Vue 构造函数作为实参，方便我们调用 Vue.component 来注册全局组件。因此，在 install 中主要就做两件事，给各个组件都挂载 router 实例，以及实现 router-view 和 router-link 两个全局组件。下面是代码：

const install = (Vue) => {
 if (this._Vue) {
 return;
 };
 Vue.mixin({
 beforeCreate() {
  if (this.$options && this.$options.router) {
  this._routerRoot = this;
  this._router = this.$options.router;
  Vue.util.defineReactive(this, '_routeHistory', this._router.history)
  } else {
  this._routerRoot = (this.$parent && this.$parent._routerRoot) || this
  }

  Object.defineProperty(this, '$router', {
  get() {
   return this._routerRoot._router;
  }
  })

  Object.defineProperty(this, '$route', {
  get() {
   return {
   current: this._routerRoot._routeHistory.current,
   ...this._routerRoot._router.route
   };
  }
  })
 }
 });

 Vue.component('router-view', {
 render(h) { ... }
 })

 Vue.component('router-link', { 
 props: {
  to: String,
  tag: String,
 },
 render(h) { ... }
 })
 this._Vue = Vue;
}

这里的 this 代表的就是 vue-router 对象，它有两个属性暴露出来供外界调用，一个是 install ，一个是 Router 构造函数，这样可以保证插件的正确安装以及路由实例化。我们先忽略 Router 构造函数，来看 install ，上面代码中的 this._Vue 是个开始没有定义的属性，他的目的是防止多次安装。我们使用 Vue.mixin 对每个组件的 beforeCreate 钩子做全局混入，目的是让每个组件实例共享 router 实例，即通过 this.$router 拿到路由实例，通过 this.$route 拿到路由状态。需要重点关注的是这行代码：

Vue.util.defineReactive(this, '_routeHistory', this._router.history)

这行代码利用 vue 的响应式原理，对根 vue 实例注册了一个 _routeHistory 属性，指向路由实例的 history 对象，这样 history 也变成了响应式的。因此一旦路由的 history 发生变化，用到这个值的组件就会触发 render 函数重新渲染，这里的组件就是 router-view 。从这里可以窥察到 vue-router 实现的一个基本思路。上述的代码中对于两个全局组件的 render 函数的实现，因为会依赖于 router 对象，我们先放一放，稍后再来实现它们，下面我们分析一下 Router 构造函数。

Router构造函数

经过刚才的分析，我们知道 router 实例需要有一个 history 对象，需要一个保存当前路由状态的对象 route ，另外很显然还需要接受路由配置表 routes ，根据 routes 需要一个路由映射表 routerMap 来实现组件搜索，还需要一个变量 mode 判断是什么模式下的路由，需要实现 push 和 replace 两个api，代码如下：

const Router = function (options) {
 this.routes = options.routes; // 存放路由配置
 this.mode = options.mode || 'hash';
 this.route = Object.create(null), // 生成路由状态
 this.routerMap = createMap(this.routes) // 生成路由表
 this.history = new RouterHistory(); // 实例化路由历史对象
 this.init(); // 初始化
}
Router.prototype.push = (options) => { ... }
Router.prototype.replace = (options) => { ... }
Router.prototype.init = () => { ... }

我们看一下路由表 routerMap 的实现，由于不考虑嵌套等其他情况，实现很简单，如下：

const createMap = (routes) => {
 let resMap = Object.create(null);
 routes.forEach(route => {
 resMap[route['path']] = route['component'];
 })
 return resMap;
}

RouterHistory 的实现也很简单，根据前面分析，我们只需要一个 current 属性就可以，如下：

const RouterHistory = function (mode) {
 this.current = null; 
}

有了路由表和 history ， router-view 的实现就很容易了，如下：

Vue.component('router-view', {
 render(h) {
  let routerMap = this._self.$router.routerMap;
  return h(routerMap[this._self.$route.current])
 }
 })

这里的 this 是一个 renderProxy 实例，他有一个属性 _self 可以拿到当前的组件实例，进而访问到 routerMap ，可以看到路由实例 history 的 current 本质上就是我们配置的路由表中的 path 。

接下来我们看一下 Router 要做哪些初始化工作。对于 hash 路由而言，url上 hash 值的改变不会引起页面刷新，但是可以触发一个 hashchange 事件。由于路由 history.current 初始为 null ，因此匹配不到任何一个路由，所以会导致页面刷新加载不出任何路由组件。基于这两点，在 init 方法中，我们需要实现对页面加载完成的监听，以及 hash 变化的监听。对于 history 路由，为了实现浏览器前进后退时准确渲染对应组件，还要监听一个 popstate 事件。代码如下:

Router.prototype.init = function () {

 if (this.mode === 'hash') {
 fixHash()
 window.addEventListener('hashchange', () => {
  this.history.current = getHash();
 })
 window.addEventListener('load', () => {
  this.history.current = getHash();
 })
 }

 if (this.mode === 'history') {
 removeHash(this);
 window.addEventListener('load', () => {
  this.history.current = location.pathname;
 })
 window.addEventListener('popstate', (e) => {
  if (e.state) {
  this.history.current = e.state.path;
  }
 })
 }

}

当启用 hash 模式的时候，我们要检测url上是否存在 hash 值，没有的话强制赋值一个默认 path ， hash 路由时会根据 hash 值作为 key 来查找路由表。 fixHash 和 getHash 实现如下：

const fixHash = () => {
 if (!location.hash) {
 location.hash = '/';
 }
}
const getHash = () => {
 return location.hash.slice(1) || '/';
}

这样在刷新页面和 hash 改变的时候， current 可以得到赋值和更新，页面能根据 hash 值准确渲染路由。 history 模式也是一样的道理，只是它通过 location.pathname 作为 key 搜索路由组件，另外 history 模式需要去除url上可能存在的 hash , removeHash 实现如下：

const removeHash = (route) => {
 let url = location.href.split('#')[1]
 if (url) {
 route.current = url;
 history.replaceState({}, null, url)
 }
}

我们可以看到当浏览器后退的时候， history 模式会触发 popstate 事件，这个时候是通过 state 状态去获取 path 的，那么 state 状态从哪里来呢，答案是从 window.history 对象的 pushState 和 replaceState 而来，这两个方法正好可以用来实现 router 的 push 方法和 replace 方法，我们看一下这里它们的实现：

Router.prototype.push = (options) => {
 this.history.current = options.path;
 if (this.mode === 'history') {
 history.pushState({
  path: options.path
 }, null, options.path);
 } else if (this.mode === 'hash') {
 location.hash = options.path;
 }
 this.route.params = {
 ...options.params
 }
}

Router.prototype.replace = (options) => {
 this.history.current = options.path;
 if (this.mode === 'history') {
 history.replaceState({
  path: options.path
 }, null, options.path);
 } else if (this.mode === 'hash') {
 location.replace(`#${options.path}`)
 }
 this.route.params = {
 ...options.params
 }
}

pushState 和 replaceState 能够实现改变url的值但不引起页面刷新，从而不会导致新请求发生， pushState 会生成一条历史记录而 replaceState 不会，后者只是替换当前url。在这两个方法执行的时候将 path 存入 state ，这就使得 popstate 触发的时候可以拿到路径从而触发组件渲染了。我们在组件内按照如下方式调用，会将 params 写入 router 实例的 route 属性中，从而在跳转后的组件 B 内通过 this.$route.params 可以访问到传参。

this.$router.push({
 path: '/b',
 params: {
  id: 55
 }
 });

router-link实现

router-view 的实现很简单，前面已经说过。最后，我们来看一下 router-link 的实现,先放上代码：

Vue.component('router-link', { 
 props: {
  to: String,
  tag: String,
 },

 render(h) {
  let mode = this._self.$router.mode;
  let tag = this.tag || 'a';
  let routerHistory = this._self.$router.history;
  return h(tag, {
  attrs: tag === 'a' ? {
   href: mode === 'hash' ? '#' + this.to : this.to,

  } : {},
  on: {
   click: (e) => {
   if (this.to === routerHistory.current) {
    e.preventDefault();
    return;
   }
   routerHistory.current = this.to;
   switch (mode) {
    case 'hash':
    if (tag === 'a') return;
    location.hash = this.to;
    break;
    case 'history':
    history.pushState({
     path: this.to
    }, null, this.to);
    break;
    default:
   }
   e.preventDefault();
   }
  },
  style: {
   cursor: 'pointer'
  }
  }, this.$slots.default)
 }
 })

router-link 可以接受两个属性， to 表示要跳转的路由路径， tag 表示 router-link 要渲染的标签名，默认为标签。如果是 a 标签，我们为其添加一个 href 属性。我们给标签绑定 click 事件，如果检测到本次跳转为当前路由的话什么都不做直接返回，并且阻止默认行为，否者根据 to 更换路由。 hash 模式下并且是 a 标签时候可以直接利用浏览器的默认行为完成url上 hash 的替换，否者重新为 location.hash 赋值。 history 模式下则利用 pushState 去更新url。

以上实现就是一个简单的vue-router，完整代码参见vue-router-simple 。

总结