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React Router 的实现原理

本文分两部分,一说前端路由的基本原理,二说 React Router 的实现原理

前端路由的基本原理

不说屁话,从时间线上讲,Web 应用原本是后端渲染,后来随着技术的发展,有了单页面应用,慢慢从后端渲染发展成前端渲染

在博客前端路由hash、history的实现 一问中我已经介绍过这两种模式

hash 模式

  • 通过监听 hashchange 事件,匹配 hash 值并渲染页面模块

history 模式

  • 利用 history.pushState + popState 实现
  • history.pushState 能实现不刷新页面,但往历史栈中新增一个记录
  • popState 则会在历史记录条目被更改时,触发
  • pushState 只会改变历史栈,修改它没有什么API可以监听,所以要与 popState配合

简单来说,前端路由的基本原理无非要实现两个功能:

  • 监听记录路由变化
  • 匹配路由变化并渲染内容

hash模式

hash 模式的实现比较简单,我们通过 hashChange 事件就能直接监听到路由 hash 的变化,并根据匹配到的 hash 的不同来渲染不同的内容。

html
<body>
    <a href="#/home">Home</a>
    <a href="#/user">User</a>
    <a href="#/about">About</a>
    <div id="view"></div>
  </body>
  <script>
    function onHashChange() {
      const view = document.getElementById("view");
      switch (location.hash) {
        case "#/home":
          view.innerHTML = "Home";
          break;
        case "#/user":
          view.innerHTML = "User";
          break;
        case "#/about":
          view.innerHTML = "About";
          break;
        default:
          view.innerHTML = "Home";
          break;
      }
    }
    window.addEventListener("hashchange", onHashChange);
  </script>

history模式

  1. 拦截 a 标签的点击事件,阻止它的默认跳转行为
  2. 使用 H5 的 history API 更新 URL
  3. 监听和匹配路由改变以更新页面

利用 pushState 往历史栈中添加记录且不刷新页面的特性 + 监听 popstate 浏览器操作导致的 URL 变化

  • window.history.pushState(state, title, path)

  • window.addEventListener("popstate", onPopState)

html
<body>
    <a href="/home">Home</a>
    <a href="/user">User</a>
    <a href="/about">About</a>
    <div id="view"></div>
</body>
<script>
    const elements = document.querySelectorAll("a[href]");
    elements.forEach(el =>
      el.addEventListener("click", e => {
        e.preventDefault();
        const test = el.getAttribute("href");
        history.pushState(null, null, el.getAttribute("href"));
        onPopState();
      })
    );

    function onPopState() {
        const view = document.getElementById("view");
        switch (location.pathname) {
            case "/home":
                view.innerHTML = "Home";
                break;
            case "/user":
                view.innerHTML = "User";
                break;
            case "/about":
                view.innerHTML = "About";
                break;
            default:
                view.innerHTML = "Home";
                break;
        }
    }
    window.addEventListener("popstate", onPopState);
</script>

hash模式 VS History模式

模式优点缺点
Hash浏览器兼容性更好,不需要后端路由支持有 # 号
History需要现代浏览器,需要后端路由支持无 # 号

history 模式下当页面刷新时,因为找不到相对应的路由(因为只有一个页面,路由由前端控制),所以会报404错误,需要在 Nginx(或者服务器)中配置,如果找不到ur,则返回 首页

nginx
location / {
    try_files $uri $uri/ /index.html;
}

React Router 的实现原理

先用最简单的话来概括一下 React Router 到底做了什么?

本质上, React Router 就是在页面 URL 发生变化的时候,通过我们写的 path 去匹配,然后渲染对应的组件。

那么,我们想一下如何分步骤实现:

  1. 如何监听 url 的变化 ?
  2. 如何匹配 path ?
  3. 渲染对应的组件

换句话说,也是一个组件,通过渲染不同的组件来控制路由切换

整体设计

我们用一张图来理解一下整个 react-router 是怎么实现的:

接下来我们看看每一个步骤是怎么实现的。

640

如何监听 url 的变化 ?

正常情况下,当 URL 发生变化时,浏览器会像服务端发送请求,但使用以下 3 种办法不会向服务端发送请求:

  • 基于 ajax(实现起来很麻烦)
  • 基于 hash
  • 基于 history

react-router 使用了 history 这个核心库。它本质是屏蔽不同模式下载监听实现上的差异,使用发布订阅模式 来实现,这里不做探究

总结

从后端路由到前端路由,最大的改变是体验,体验更良好了

前端路由模式有两种:hash 模式 和 history 模式,两者分别利用浏览器自由特性实现单页面导航

  • hash 模式:window.location 或 a 标签改变锚点值,window.hashchange() 监听锚点变化
  • history 模式:history.pushState()、history.replaceState() 定义目标路由,window.popstate() 监听浏览器操作导致的 URL 变化

React Router 匹配路由由 mathPath 通过 path-to-regexp 进行,<Route> 相当于一个高阶组件,以不同的优先级和匹配模式渲染匹配到的子组件

React Router 的主要组件源码,整体的实现:

  • 对于监听功能的实现,React Router 引入了 history 库,以屏蔽了不同模式路由在监听实现上的差异, 并将路由信息以 context 的形式,传递给被 <Router> 包裹的组件, 使所有被包裹在其中的路由组件都能感知到路由的变化, 并接收到路由信息
  • 匹配的部分, React Router 引入了 path-to-regexp 来拼接路径正则以实现不同模式的匹配,路由组件·<Route>作为一个高阶组件包裹业务组件, 通过比较当前路由信息和传入的 path,以不同的优先级来渲染对应组件

参考资料