你需要知道的单页面路由实现原理

前言

最近开发的埋点项目，需要记录用户行为轨迹即用户页面访问顺序。需要在页面跳转的时候，记录用户访问的信息（比如 url ，请求头部等），非单页面应用可以给 window 对象加上一个 beforeunload 事件，在页面离开时触发采集开关，但是现在很多业务是单页面应用，用户切换地址的时候，是无刷新的局部更新，没有办法触发 beforeunload。所以单页面应用的路由插件一定运用了 window 自带的，无刷新修改用户浏览记录的方法，pushState 和 replaceState。

pushState 和 replaceState 了解一下

history 提供了两个方法，能够无刷新的修改用户的浏览记录，pushSate，和 replaceState，区别的 pushState 在用户访问页面后面添加一个访问记录， replaceState 则是直接替换了当前访问记录

history 对象的详细信息已经有很多很好很详细的介绍文献，这里不再做总结，我们引用阮老师的教程介绍，history对象 -- JavaScript 标准参考教程（alpha）

history.pushState

history.pushState方法接受三个参数，依次为：

state：一个与指定网址相关的状态对象，popstate事件触发时，该对象会传入回调函数。如果不需要这个对象，此处可以填null。
title：新页面的标题，但是所有浏览器目前都忽略这个值，因此这里可以填null。
url：新的网址，必须与当前页面处在同一个域。浏览器的地址栏将显示这个网址。
假定当前网址是example.com/1.html，我们使用pushState方法在浏览记录（history对象）中添加一个新记录。

<pre>

var stateObj = { foo: 'bar' };
history.pushState(stateObj, 'page 2', '2.html');

</pre>

添加上面这个新记录后，浏览器地址栏立刻显示 example.com/2.html，但并不会跳转到 2.html，甚至也不会检查2.html 是否存在，它只是成为浏览历史中的最新记录。这时，你在地址栏输入一个新的地址(比如访问 google.com )，然后点击了倒退按钮，页面的 URL 将显示 2.html；你再点击一次倒退按钮，URL 将显示 1.html。

总之，pushState 方法不会触发页面刷新，只是导致 history 对象发生变化，地址栏会有反应。

如果 pushState 的 url参数，设置了一个新的锚点值（即hash），并不会触发 hashchange 事件。如果设置了一个跨域网址，则会报错。

<pre>

// 报错
history.pushState(null, null, 'https://twitter.com/hello');

上面代码中，pushState想要插入一个跨域的网址，导致报错。这样设计的目的是，防止恶意代码让用户以为他们是在另一个网站上。

</pre>

history.replaceState

history.replaceState 方法的参数与 pushState 方法一模一样，区别是它修改浏览历史中当前纪录,假定当前网页是 example.com/example.html。

<pre>

history.pushState({page: 1}, 'title 1', '?page=1');
history.pushState({page: 2}, 'title 2', '?page=2');
history.replaceState({page: 3}, 'title 3', '?page=3');

history.back()
// url显示为http://example.com/example.html?page=1

history.back()
// url显示为http://example.com/example.html

history.go(2)
// url显示为http://example.com/example.html?page=3

</pre>

单页面应用用户访问轨迹埋点

开发过单页面应用的同学，一定比较清楚，单页面应用的路由切换是无感知的，不会重新进行 http 请求去获取页面，而是通过改变页面渲染视图来实现。所以他的实现原理一定也是通过原生的 pushState 或则 replaceState 来实现的。所以在页面跳转的时候一定会调用 pushState 或则 replaceState ，要记录用户的跳转信息，我们只要拦截 pushState 和 replaceState，在执行默行为前先执行我们的方法就能够采集到用户的跳转信息了

<pre>

// 改写思路：拷贝 window 默认的 replaceState 函数，重写 history.replaceState 在方法里插入我们的采集行为，在重写的 replaceState 方法最后调用，window 默认的 replaceState 方法

collect = {}

collect.onPushStateCallback : function(){}  // 自定义的采集方法

(function(history){
    var replaceState = history.replaceState;   // 存储原生 replaceState
    history.replaceState = function(state, param) {     // 改写 replaceState
       var url = arguments[2];
       if (typeof collect.onPushStateCallback == "function") {
             collect.onPushStateCallback({state: state, param: param, url: url});   //自定义的采集行为方法
       }
       return replaceState.apply(history, arguments);    // 调用原生的 replaceState
    };
 })(window.history);

</pre>

vue-router 的路由实现

既然知道了这个原理，我们来看下 vue-router 的实现，我们打开 vue-router 项目地址,把项目克隆下来，或则直接在 github 上预览，在 Vue 开发的项目里，我们通过 router.push('home') 来实现页面的跳转，所以我们检索下，push 方法的实现

我们检索到了 20 个 js 文件，😂，一般到这个时候，我们会放弃源码阅读，那么我们今天的文章就到这结束，谢谢大家！

开个玩笑，源码阅读不能这么粗糙，我们找到 src 目录，点开 index.js 文件，看到 history对象的定义和 mode 参数有关

<pre>
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':
    this.history = new AbstractHistory(this, options.base)
    break
  default:
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      assert(false, `invalid mode: ${mode}`)
    }
}

</pre>

看到 history 对象的实例与配置的 mode 有关，vue-router 通过3中方式实现了路由切换。与我们今天讲的内容相匹配的是 HTML5History 的实现方案，其他的将不再文章中做扩展，若果你感兴趣想要了解，可以看文章后面的扩展阅读

我们来看 vue-router 中的 HTML5History 源码：

<pre>

push (location: RawLocation, onComplete?: Function, onAbort?: Function) {
  const { current: fromRoute } = this
  this.transitionTo(location, route => {
    pushState(cleanPath(this.base + route.fullPath))
    handleScroll(this.router, route, fromRoute, false)
    onComplete && onComplete(route)
  }, onAbort)
}

replace (location: RawLocation, onComplete?: Function, onAbort?: Function) {
  const { current: fromRoute } = this
  this.transitionTo(location, route => {
    replaceState(cleanPath(this.base + route.fullPath))
    handleScroll(this.router, route, fromRoute, false)
    onComplete && onComplete(route)
  }, onAbort)
}

// src/util/push-state.js
export function pushState (url?: string, replace?: boolean) {
  saveScrollPosition()
  // try...catch the pushState call to get around Safari
  // DOM Exception 18 where it limits to 100 pushState calls
  const history = window.history
  try {
    if (replace) {
      history.replaceState({ key: _key }, '', url)
    } else {
      _key = genKey()
      history.pushState({ key: _key }, '', url)
    }
  } catch (e) {
    window.location[replace ? 'replace' : 'assign'](url)
  }
}

export function replaceState (url?: string) {
  pushState(url, true)
}

</pre>

在使用 Vue 开发的过程中，我们一定用到过 push 和 replace 来改变路由，和视图。

router 实例调用的 push 实际是 history 的方法，通过 mode 来确定匹配 history 的实现方案，从代码中我们看到，push 调用了 src/util/push-state.js 中被改写过的 pushState 的方法，改写过的方法会根据传入的参数 replace?: boolean来进行判断调用 pushState 还是 replaceState ，同时做了错误捕获，如果，history 无刷新修改访问路径失败，则调用 window.location.replace(url) ,有刷新的切换用户访问地址 ，同理 pushState 也是这样。这里的 transitionTo 方法主要的作用是做视图的跟新及路由跳转监测，如果 url 没有变化（访问地址切换失败的情况），在 transitionTo 方法内部还会调用一个 ensureURL 方法，来修改 url。 transitionTo 方法中应用的父方法比较多，这里不做长篇赘述，具体代码分析可以关注后我以后的文章

模拟单页面路由

通过上面的学习，我们知道了，单页面应用路由的实现原理，我们也尝试去实现一个。在做管理系统的时候，我们通常会在页面的左侧放置一个固定的导航 sidebar，页面的右侧放与之匹配的内容 main 。点击导航时，我们只希望内容进行更新，如果刷新了整个页面，到时导航和通用的头部底部也进行重绘重排的话，十分浪费资源，体验也会不好。这个时候，我们就能用到我们今天学习到的内容，通过使用 HTML5 的 pushState 方法和 replaceState 方法来实现，

思路：首先绑定 click 事件。当用户点击一个链接时，通过 preventDefault 函数防止默认的行为（页面跳转），同时读取链接的地址（如果有 jQuery，可以写成$(this).attr('href')），把这个地址通过pushState塞入浏览器历史记录中，再利用 AJAX 技术拉取（如果有 jQuery，可以使用$.get方法）这个地址中真正的内容，同时替换当前网页的内容。

为了处理用户前进、后退，我们监听 popstate 事件。当用户点击前进或后退按钮时，浏览器地址自动被转换成相应的地址，同时popstate事件发生。在事件处理函数中，我们根据当前的地址抓取相应的内容，然后利用 AJAX 拉取这个地址的真正内容，呈现，即可。

最后，整个过程是不会改变页面标题的，可以通过直接对 document.title 赋值来更改页面标题。

扩展

好了,我们今天通过多个方面来讲了 pushState 方法和 replaceState 的应用，你应该对这个两个方法能有一个比较深刻的印象，如果想要了解更多，你可以参考以下链接

history对象 -- JavaScript 标准参考教程（alpha）
从vue-router看前端路由的两种实现