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SPA 前端路由原理与实现方式

通常 SPA 中前端路由有2中实现方式,本文会简单快速总结这两种方法及其实现:

  1. 修改 url 中 Hash
  2. 利用 H5 中的 history

Hash

我们都知道 url 中可以带有一个 hash, 比如下面 url 中的 page2

https://www.abc.com/index.html#page2

window 对象中有一个事件是 onhashchange,以下几种情况都会触发这个事件:

  1. 直接更改浏览器地址,在最后面增加或改变#hash;
  2. 通过改变location.href或location.hash的值;
  3. 通过触发点击带锚点的链接;

4)浏览器前进后退可能导致hash的变化,前提是两个网页地址中的hash值不同。

这个事件有 2 个重要的属性:oldURL 和 newURL,分别表示点击前后的 url

<!-- 该页面路径为 https://www.abc.com/index.html -->

<a href="#page2">click me</a>
<script type="text/javascript">
  window.onhashchange = function(e){
    console.log(e.oldURL);   //https://www.abc.com/index.html
    console.log(e.newURL);   //https://www.abc.com/index.html#page2
  }
</script>

这样我们可以这样建立一个 DOM

  <nav>
    <a class="item active" href="#page1" data-target="#index">page1</a>
    <a class="item" href="#page2" data-target="#info">page2</a>
    <a class="item" href="#page3" data-target="#detail">page3</a>
    <a class="item" href="#page4" data-target="#show">paga4</a>
    <a class="item" href="#page5" data-target="#contact">paga5</a>
  </nav>
  <div class="container">
    <div class="page active" id="index">
      <h1>This is index page</h1>
    </div>
    <div class="page" id="info">
      <h1>This is info page</h1>
    </div>
    <div class="page" id="detail">
      <h1>This is detail page</h1>
    </div>
    <div class="page" id="show">
      <h1>This is show page</h1>
    </div>
    <div class="page" id="contact">
      <h1>This is contact page</h1>
    </div>
  </div>

为了好看我们加上 css, 比较重要的样式已经在代码里标出来了。

body{
  padding:0;
  margin: 0;
}
h1{
  margin: 0 0 0 160px;
}
nav{
  width: 150px;
  height: 150px;
  float: left;
}
nav a{
  display: block;
  background: #888;
  border: 1px solid #fff;
  border-top: none;
  width: 150px;
  font-size: 20px;
  line-height: 30px;
  text-align: center;
  color: #333;
  text-decoration: none;
}
.container{
  height: 154px;
}
/* page 部分比较重要*/
.page{
  display: none;
}
.page.active{
  display: block;
}
/* page 部分比较重要*/
nav a.active, .container{
  background: #ddd;
  border-right-color: #ddd;
}

重点是下面的 javascript,这里 DOM 操作我们借助 jQuery

  var containers = $('.container');
  var links = $('.item');

  window.onhashchange = function(e){
    var currLink = $('[href="'+ location.hash + '"]').eq(0);
    var target = currLink.attr('data-target');

    currLink.addClass('active').siblings('a.item').removeClass('active');
    $(target).addClass('active').siblings('.page').removeClass('active');
  }

实现的逻辑不难,但是利用 hash 总是没有所谓前端路由的那种味,必然也不是主流方法。同样的效果如果需求简单不考虑兼容性的话,利用 css3 中 target 伪类就可以实现,这不是本文的重点,这里就不展开了。

history

作为一种主流方法,我们下面看看 history 如何实现。

history 其实浏览器历史栈的一个借口,去过只有 back(), forward(), 和 go() 方法实现堆栈跳转。到了 HTML5 , 提出了 pushState() 方法和 replaceState() 方法,这两个方法可以用来向历史栈中添加数据,就好像 url 变化了一样(过去只有 url 变化历史栈才会变化),这样就可以很好的模拟浏览历史和前进后退了。而现在的前端路由也是基于这个原理实现的。

这里我们先简单认识一下 history:

go(n) 方法接受一个整数参数, n大于0会发生前进 n 个历史栈页面; n小于0会后退 -n 个历史栈页面;

forward() 前进一个页面

back() 后退一个页面

  • 以上三个方法会静默失败

pushSate(dataObj, title, url) 方法向历史栈中写入数据,其第一个参数是要写入的数据对象(不大于640kB),第二个参数是页面的 title, 第三个参数是 url (相对路径)。这里需要说明的有3点:

  1. 当 pushState 执行一个浏览器的 url 会发生变化,而页面不会刷新,只有当触发的前进后退等事件浏览器才会刷新;
  2. 这里的 url 是受到同源策略限制的,防止恶意脚本模仿其他网站 url 用来欺骗用户。所以当违背同源策略时将会报错;
  3. 火狐目前会忽略 title 参数

replaceState(dataObj, title, url) 这个和上一个的区别就在于它不是写入而是替换栈顶记录,其余和 pushState 一模一样

History 还有1个静态只读属性:

History.length:当然历史堆栈长度

  • 还有的都是已经废除的老古董了,这里就不提了

了解了这么多,那么可以研究一下如何利用 history 实现一个前端路由了,这里只考虑 javascript 部分,css 部分和上文一致。这里我们修改部分 html:

<a class="item active" href="/page1.html" data-target="#index">page1</a>
<a class="item" href="/page2.html" data-target="#info">page2</a>
<a class="item" href="/page3.html" data-target="#detail">page3</a>
<a class="item" href="/page4/subpage1.html" data-target="#show">paga4-1</a>
<a class="item" href="/page5/subpage2.html" data-target="#contact">paga4-2</a>

我们修改了 a 标签的 href,这样的链接看上去才不是锚点了,不过这个过程我们要处理比较多的工作。首先为了简单一些,我们的这里仅仅对 .html 或没有扩展名结尾的链接设置前端路由:

// 通过委托的方法组织默认事件
var routerRxp = /\.html$|\/[^.]*$|/;
$(document).click(function(e){
  var href = e.target.getAttribute('href');
  if(href && routrRxp.test(href)){
    e.preventDefault();
  }
});

而后我们在点击时把数据写入历史栈,并控制 class 效果:

$(document).click(function(e){
  var href = e.target.getAttribute('href');

  if(href && routerRxp.test(href)){
    var id = e.target.getAttribute('data-target');
    history.pushState({targetId: id}, 'History demo', href);
    $(id).addClass('active').siblings('.page').removeClass('active');
    e.preventDefault();
  }
});

到这里,链接就可以点击了,但是浏览器的前进后退还不能用,我们加入 onpopstate 事件:

$(window).on('popstate',function(e){
  var id = e.originalEvent.state.targetId;
  $(id).addClass('active').siblings('.page').removeClass('active');
});

这样前进后退就可以用了,但是我们发现这样并不能退回主页,因为我们的主页默认就是 page1 标签页,所以没有为主页添加 state,简单处理就让其自己刷新好啦:

var indexPage = location.href;
$(window).on('popstate',function(e){
  if(location.href === indexPage){
    location.reload();
  }
  var id = e.originalEvent.state.targetId;
  $(id).addClass('active').siblings('.page').removeClass('active');
});

注意,这里不能使用重置 location.href 的方法刷新,那样就不能再前进了。

下面附上 history 方法的完整 js 代码

var indexPage = location.href;
  var routerRxp = /\.html$|\/[^.]*$|/;
  $(document).click(function(e){
    var href = e.target.getAttribute('href');

    if(href && routerRxp.test(href)){
      var id = e.target.getAttribute('data-target');
      history.pushState({targetId: id}, 'History demo', href);
      $(id).addClass('active').siblings('.page').removeClass('active');
      e.preventDefault();
    }
  });

$(window).on('popstate',function(e){
  if(location.href === indexPage){
    location.reload();
  }
  var id = e.originalEvent.state.targetId;
  $(id).addClass('active').siblings('.page').removeClass('active');
});

最后,关于两种方法有一些比较重要的特性总结一下:

  1. 有的文章提到“Firfox,Chrome在页面首次打开时都不会触发popstate事件,但是safari会触发该事件”,经实测现在的 safari 不存在这个问题。
  2. Mozilla指出,在 popstate 事件中,e.originalEvent.state 属性是存在硬盘里的,触发该事件后读取的历史栈信息是通过 pushState 或 replaceState 写入的才会有值,否则改属性为 null。
  3. history.statee.originalEvent.state 异曲同工,而且前者可以在该事件之外任何地方随时使用。
  4. 由于 pushSate, onpopstate 属于 H5 的部分,存在一定兼容问题,可以使用 History.js (Github) 的 polyfill 解决这个问题。

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