前端路由实现与 react-router 源码分析

郭林烁_joey

原文地址:https://github.com/joeyguo/blog/issues/2

在单页应用上,前端路由并不陌生。很多前端框架也会有独立开发或推荐配套使用的路由系统。那么,当我们在谈前端路由的时候,还可以谈些什么?本文将简要分析并实现一个的前端路由,并对 react-router 进行分析。

一个极简前端路由实现

说一下前端路由实现的简要原理,以 hash 形式(也可以使用 History API 来处理)为例,当 url 的 hash 发生变化时,触发 hashchange 注册的回调,回调中去进行不同的操作,进行不同的内容的展示。直接看代码或许更直观。

function Router() {
    this.routes = {};
    this.currentUrl = '';
}
Router.prototype.route = function(path, callback) {
    this.routes[path] = callback || function(){};
};
Router.prototype.refresh = function() {
    this.currentUrl = location.hash.slice(1) || '/';
    this.routes[this.currentUrl]();
};
Router.prototype.init = function() {
    window.addEventListener('load', this.refresh.bind(this), false);
    window.addEventListener('hashchange', this.refresh.bind(this), false);
}
window.Router = new Router();
window.Router.init();

上面路由系统 Router 对象实现,主要提供三个方法

  • init 监听浏览器 url hash 更新事件

  • route 存储路由更新时的回调到回调数组routes中,回调函数将负责对页面的更新

  • refresh 执行当前url对应的回调函数,更新页面

Router 调用方式以及呈现效果如下:点击触发 url 的 hash 改变,并对应地更新内容(这里为 body 背景色)

<ul> 
    <li><a href="#/">turn white</a></li> 
    <li><a href="#/blue">turn blue</a></li> 
    <li><a href="#/green">turn green</a></li> 
</ul> 
var content = document.querySelector('body');
// change Page anything
function changeBgColor(color) {
    content.style.backgroundColor = color;
}
Router.route('/', function() {
    changeBgColor('white');
});
Router.route('/blue', function() {
    changeBgColor('blue');
});
Router.route('/green', function() {
    changeBgColor('green');
});

20160513_150041

以上为一个前端路由的简单实现,点击查看完整代码,虽然简单,但实际上很多路由系统的根基都立于此,其他路由系统主要是对自身使用的框架机制的进行配套及优化,如与 react 配套的 react-router。

react-router 分析

react-router 与 history 结合形式

react-router 是基于 history 模块提供的 api 进行开发的,结合的形式本文记为 包装方式。所以在开始对其分析之前,先举一个简单的例子来说明如何进行对象的包装。

// 原对象
var historyModule = {
    listener: [],
    listen: function (listener) {
        this.listener.push(listener);
        console.log('historyModule listen..')
    },
    updateLocation: function(){
        this.listener.forEach(function(listener){
            listener('new localtion');
        })
    }
}
// Router 将使用 historyModule 对象,并对其包装
var Router = {
    source: {},
    init: function(source){
        this.source = source;
    },
    // 对 historyModule的listen进行了一层包装
    listen: function(listener) {
        return this.source.listen(function(location){
            console.log('Router listen tirgger.');
            listener(location);
        })
    }
}
// 将 historyModule 注入进 Router 中
Router.init(historyModule);
// Router 注册监听
Router.listen(function(location){
    console.log(location + '-> Router setState.');
})
// historyModule 触发回调
historyModule.updateLocation();

返回:
22

可看到 historyModule 中含有机制:historyModule.updateLocation() -> listener( ),Router 通过对其进行包装开发,针对 historyModule 的机制对 Router 也起到了作用,即historyModule.updateLocation() 将触发 Router.listen 中的回调函数 。点击查看完整代码
这种包装形式能够充分利用原对象(historyModule )的内部机制,减少开发成本,也更好的分离包装函数(Router)的逻辑,减少对原对象的影响。

react-router 使用方式

react-router 以 react component 的组件方式提供 API, 包含 Router,Route,Redirect,Link 等等,这样能够充分利用 react component 提供的生命周期特性,同时也让定义路由跟写 react component 达到统一,如下

render((
  <Router history={browserHistory}>
    <Route path="/" component={App}>
      <Route path="about" component={About}/>
      <Route path="users" component={Users}>
        <Route path="/user/:userId" component={User}/>
      </Route>
      <Route path="*" component={NoMatch}/>
    </Route>
  </Router>
), document.body)

就这样,声明了一份含有 path to component 的各个映射的路由表。

react-router 还提供的 Link 组件(如下),作为提供更新 url 的途径,触发 Link 后最终将通过如上面定义的路由表进行匹配,并拿到对应的 component 及 state 进行 render 渲染页面。

<Link to={`/user/89757`}>'joey'</Link>

这里不细讲 react-router 的使用,详情可见:https://github.com/reactjs/react-router

从点击 Link 到 render 对应 component ,路由中发生了什么

为何能够触发 render component ?

主要是因为触发了 react setState 的方法从而能够触发 render component。
从顶层组件 Router 出发(下面代码从 react-router/Router 中摘取),可看到 Router 在 react component 生命周期之组件被挂载前 componentWillMount 中使用 this.history.listen 去注册了 url 更新的回调函数。回调函数将在 url 更新时触发,回调中的 setState 起到 render 了新的 component 的作用。

Router.prototype.componentWillMount = function componentWillMount() {
    // .. 省略其他
    var createHistory = this.props.history;
    
    this.history = _useRoutes2['default'](createHistory)({
      routes: _RouteUtils.createRoutes(routes || children),
      parseQueryString: parseQueryString,
      stringifyQuery: stringifyQuery
    });
    
    this._unlisten = this.history.listen(function (error, state) {
        _this.setState(state, _this.props.onUpdate);
    });
  };

上面的 _useRoutes2 对 history 操作便是对其做一层包装,所以调用的 this.history 实际为包装以后的对象,该对象含有 _useRoutes2 中的 listen 方法,如下

function listen(listener) {
      return history.listen(function (location) {
          // .. 省略其他
          match(location, function (error, redirectLocation, nextState) {
            listener(null, nextState);
          });
      });
}

可看到,上面代码中,主要分为两部分

  1. 使用了 history 模块的 listen 注册了一个含有 setState 的回调函数(这样就能使用 history 模块中的机制)

  2. 回调中的 match 方法为 react-router 所特有,match 函数根据当前 location 以及前面写的 Route 路由表匹配出对应的路由子集得到新的路由状态值 state,具体实现可见 react-router/matchRoutes ,再根据 state 得到对应的 component ,最终执行了 match 中的回调 listener(null, nextState) ,即执行了 Router 中的监听回调(setState),从而更新了展示。

以上,为起始注册的监听,及回调的作用。

如何触发监听的回调函数的执行?

这里还得从如何更新 url 说起。一般来说,url 更新主要有两种方式:简单的 hash 更新或使用 history api 进行地址更新。在 react-router 中,其提供了 Link 组件,该组件能在 render 中使用,最终会表现为 a 标签,并将 Link 中的各个参数组合放它的 href 属性中。可以从 react-router/ Link 中看到,对该组件的点击事件进行了阻止了浏览器的默认跳转行为,而改用 history 模块的 pushState 方法去触发 url 更新。

Link.prototype.render = function render() {
    // .. 省略其他
    props.onClick = function (e) {
      return _this.handleClick(e);
    };
    if (history) {
     // .. 省略其他
      props.href = history.createHref(to, query);
    }
    return _react2['default'].createElement('a', props);
};
  
Link.prototype.handleClick = function handleClick(event) {
    // .. 省略其他
    event.preventDefault();
    this.context.history.pushState(this.props.state, this.props.to, this.props.query);
};

对 history 模块的 pushState 方法对 url 的更新形式,同样分为两种,分别在 history/createBrowserHistory 及 history/createHashHistory 各自的 finishTransition 中,如 history/createBrowserHistory 中使用的是 window.history.replaceState(historyState, null, path); 而 history/createHashHistory 则使用 window.location.hash = url,调用哪个是根据我们一开始创建 history 的方式。

更新 url 的显示是一部分,另一部分是根据 url 去更新展示,也就是触发前面的监听。这是在前面 finishTransition 更新 url 之后实现的,调用的是 history/createHistory 中的 updateLocation 方法,changeListeners 中为 history/createHistory 中的 listen 中所添加的,如下

function updateLocation(newLocation) {
   // 示意代码
    location = newLocation;
    changeListeners.forEach(function (listener) {
      listener(location);
    });
}
function listen(listener) {
     // 示意代码
    changeListeners.push(listener);
}

总结

可以将以上 react-router 的整个包装闭环总结为

  1. 回调函数:含有能够更新 react UI 的 react setState 方法。

  2. 注册回调:在 Router componentWillMount 中使用 history.listen 注册的回调函数,最终放在 history 模块的 回调函数数组 changeListeners 中。

  3. 触发回调:Link 点击触发 history 中回调函数数组 changeListeners 的执行,从而触发原来 listen 中的 setState 方法,更新了页面

至于前进与后退的实现,是通过监听 popstate 以及 hashchange 的事件,当前进或后退 url 更新时,触发这两个事件的回调函数,回调的执行方式 Link 大致相同,最终同样更新了 UI ,这里就不再说明。

react-router 主要是利用底层 history 模块的机制,通过结合 react 的架构机制做一层包装,实际自身的内容并不多,但其包装的思想笔者认为很值得学习,有兴趣的建议阅读下源码,相信会有其他收获。

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joeyguo
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