手写vue-router核心原理

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一、核心原理

1.什么是前端路由？

在 Web 前端单页应用 SPA(Single Page Application)中，路由描述的是 URL 与 UI 之间的映射关系，这种映射是单向的，即 URL 变化引起 UI 更新（无需刷新页面）。

2.如何实现前端路由？

要实现前端路由，需要解决两个核心：

如何改变 URL 却不引起页面刷新？
如何检测 URL 变化了？

下面分别使用 hash 和 history 两种实现方式回答上面的两个核心问题。

hash 实现

hash 是 URL 中 hash (#) 及后面的那部分，常用作锚点在页面内进行导航，改变 URL 中的 hash 部分不会引起页面刷新

通过 hashchange 事件监听 URL 的变化，改变 URL 的方式只有这几种：

通过浏览器前进后退改变 URL
通过<a>标签改变 URL
通过window.location改变URL

history 实现

history 提供了 pushState 和 replaceState 两个方法，这两个方法改变 URL 的 path 部分不会引起页面刷新

history 提供类似 hashchange 事件的 popstate 事件，但 popstate 事件有些不同：

通过浏览器前进后退改变 URL 时会触发 popstate 事件
通过pushState/replaceState或<a>标签改变 URL 不会触发 popstate 事件。
好在我们可以拦截 pushState/replaceState的调用和<a>标签的点击事件来检测 URL 变化
通过js 调用history的back，go，forward方法课触发该事件

所以监听 URL 变化可以实现，只是没有 hashchange 那么方便。

二、原生js实现前端路由

1.基于 hash 实现

html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<body>
<ul>
    <ul>
        <!-- 定义路由 -->
        <li><a href="#/home">home</a></li>
        <li><a href="#/about">about</a></li>

        <!-- 渲染路由对应的 UI -->
        <div id="routeView"></div>
    </ul>
</ul>
</body>
<script> let routerView = routeView window.addEventListener('hashchange', ()=>{ let hash = location.hash; routerView.innerHTML = hash }) window.addEventListener('DOMContentLoaded', ()=>{ if(!location.hash){//如果不存在hash值，那么重定向到#/ location.hash="/" }else{//如果存在hash值，那就渲染对应UI let hash = location.hash; routerView.innerHTML = hash } }) </script>
</html>

解释下上面代码，其实很简单：

我们通过a标签的href属性来改变URL的hash值（当然，你触发浏览器的前进后退按钮也可以，或者在控制台输入window.location赋值来改变hash）
我们监听hashchange事件。一旦事件触发，就改变routerView的内容，若是在vue中，这改变的应当是router-view这个组件的内容
为何又监听了load事件？这时应为页面第一次加载完不会触发 hashchange，因而用load事件来监听hash值，再将视图渲染成对应的内容。

2.基于 history 实现

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<body>
<ul>
    <ul>
        <li><a href='/home'>home</a></li>
        <li><a href='/about'>about</a></li>

        <div id="routeView"></div>
    </ul>
</ul>
</body>
<script> let routerView = routeView window.addEventListener('DOMContentLoaded', onLoad) window.addEventListener('popstate', ()=>{ routerView.innerHTML = location.pathname }) function onLoad () { routerView.innerHTML = location.pathname var linkList = document.querySelectorAll('a[href]') linkList.forEach(el => el.addEventListener('click', function (e) { e.preventDefault() history.pushState(null, '', el.getAttribute('href')) routerView.innerHTML = location.pathname })) } </script>
</html>

解释下上面代码，其实也差不多：

我们通过a标签的href属性来改变URL的path值（当然，你触发浏览器的前进后退按钮也可以，或者在控制台输入history.go,back,forward赋值来触发popState事件）。这里需要注意的就是，当改变path值时，默认会触发页面的跳转，所以需要拦截 <a> 标签点击事件默认行为，点击时使用 pushState 修改 URL并更新手动 UI，从而实现点击链接更新 URL 和 UI 的效果。
我们监听popState事件。一旦事件触发，就改变routerView的内容。
load事件则是一样的

有个问题：hash模式，也可以用history.go,back,forward来触发hashchange事件吗？

A：也是可以的。因为不管什么模式，浏览器为保存记录都会有一个栈。

三、基于Vue实现VueRouter

我们先利用vue-cli建一个项目

删除一些不必要的组建后项目目录暂时如下：

已经把项目放到 github：github.com/Sunny-lucki… 可以卑微地要个star吗。有什么不理解或者什么建议，欢迎下方评论

我们主要看下App.vue,About.vue,Home.vue,router/index.js

代码如下:

App.vue

<template>
  <div id="app">
    <div id="nav">
      <router-link to="/home">Home</router-link> |
      <router-link to="/about">About</router-link>
    </div>
    <router-view/>
  </div>
</template>

router/index.js

import Vue from 'vue'
import VueRouter from 'vue-router'
import Home from '../views/Home.vue'
import About from "../views/About.vue"
Vue.use(VueRouter)
  const routes = [
  {
    path: '/home',
    name: 'Home',
    component: Home
  },
  {
    path: '/about',
    name: 'About',
    component: About
  }
]
const router = new VueRouter({
  mode:"history",
  routes
})
export default router

Home.vue

<template>
  <div class="home">
    <h1>这是Home组件</h1>
  </div>
</template>

About.vue

<template>
  <div class="about">
    <h1>这是about组件</h1>
  </div>
</template>

现在我们启动一下项目。看看项目初始化有没有成功。

ok，没毛病，初始化成功。

现在我们决定创建自己的VueRouter，于是创建myVueRouter.js文件

目前目录如下

再将VueRouter引入改成我们的myVueRouter.js

//router/index.js
import Vue from 'vue'
import VueRouter from './myVueRouter' //修改代码
import Home from '../views/Home.vue'
import About from "../views/About.vue"
Vue.use(VueRouter)
  const routes = [
  {
    path: '/home',
    name: 'Home',
    component: Home
  },
  {
    path: '/about',
    name: 'About',
    component: About
  }
];
const router = new VueRouter({
  mode:"history",
  routes
})
export default router

四、剖析VueRouter本质

先抛出个问题，Vue项目中是怎么引入VueRouter。

安装VueRouter，再通过import VueRouter from 'vue-router'引入
先 const router = new VueRouter({...}),再把router作为参数的一个属性值，new Vue({router})
通过Vue.use(VueRouter) 使得每个组件都可以拥有store实例

从这个引入过程我们可以发现什么？

我们是通过new VueRouter({…})获得一个router实例，也就是说，我们引入的VueRouter其实是一个类。

所以我们可以初步假设

class VueRouter{
    
}

我们还使用了Vue.use(),而Vue.use的一个原则就是执行对象的install这个方法

所以，我们可以再一步假设VueRouter有有install这个方法。

class VueRouter{

}
VueRouter.install = function () {
    
}

到这里，你能大概地将VueRouter写出来吗？

很简单，就是将上面的VueRouter导出，如下就是myVueRouter.js

//myVueRouter.js
class VueRouter{

}
VueRouter.install = function () {
    
}

export default VueRouter

五、分析Vue.use

Vue.use(plugin);

（1）参数

{ Object | Function } plugin

（2）用法

安装Vue.js插件。如果插件是一个对象，必须提供install方法。如果插件是一个函数，它会被作为install方法。调用install方法时，会将Vue作为参数传入。install方法被同一个插件多次调用时，插件也只会被安装一次。

关于如何上开发Vue插件，请看这篇文章，非常简单，不用两分钟就看完：如何开发 Vue 插件？

（3）作用

注册插件，此时只需要调用install方法并将Vue作为参数传入即可。但在细节上有两部分逻辑要处理：

1、插件的类型，可以是install方法，也可以是一个包含install方法的对象。

2、插件只能被安装一次，保证插件列表中不能有重复的插件。

（4）实现

Vue.use = function(plugin){
	const installedPlugins = (this._installedPlugins || (this._installedPlugins = []));
	if(installedPlugins.indexOf(plugin)>-1){
		return this;
	}
	<!-- 其他参数 -->
	const args = toArray(arguments,1);
	args.unshift(this);
	if(typeof plugin.install === 'function'){
		plugin.install.apply(plugin,args);
	}else if(typeof plugin === 'function'){
		plugin.apply(null,plugin,args);
	}
	installedPlugins.push(plugin);
	return this;
}

1、在Vue.js上新增了use方法，并接收一个参数plugin。

2、首先判断插件是不是已经别注册过，如果被注册过，则直接终止方法执行，此时只需要使用indexOf方法即可。

3、toArray方法我们在就是将类数组转成真正的数组。使用toArray方法得到arguments。除了第一个参数之外，剩余的所有参数将得到的列表赋值给args，然后将Vue添加到args列表的最前面。这样做的目的是保证install方法被执行时第一个参数是Vue，其余参数是注册插件时传入的参数。

4、由于plugin参数支持对象和函数类型，所以通过判断plugin.install和plugin哪个是函数，即可知用户使用哪种方式祖册的插件，然后执行用户编写的插件并将args作为参数传入。

5、最后，将插件添加到installedPlugins中，保证相同的插件不会反复被注册。(~~让我想起了曾经面试官问我为什么插件不会被重新加载！！！哭唧唧，现在总算明白了)

第三点讲到，我们把Vue作为install的第一个参数，所以我们可以把Vue保存起来

//myVueRouter.js
let Vue = null;
class VueRouter{

}
VueRouter.install = function (v) {
    Vue = v;
};

export default VueRouter

然后再通过传进来的Vue创建两个组件router-link和router-view

//myVueRouter.js
let Vue = null;
class VueRouter{

}
VueRouter.install = function (v) {
    Vue = v;
    console.log(v);

    //新增代码
    Vue.component('router-link',{
        render(h){
            return h('a',{},'首页')
        }
    })
    Vue.component('router-view',{
        render(h){
            return h('h1',{},'首页视图')
        }
    })
};

export default VueRouter

我们执行下项目，如果没报错，说明我们的假设没毛病。

天啊，没报错。没毛病！

六、完善install方法

install 一般是给每个vue实例添加东西的

在这里就是给每个组件添加$route和$router。

$route和$router有什么区别？

A：$router是VueRouter的实例对象，$route是当前路由对象，也就是说$route是$router的一个属性注意每个组件添加的$route是是同一个，$router也是同一个，所有组件共享的。

这是什么意思呢？？？

来看mian.js

import Vue from 'vue'
import App from './App.vue'
import router from './router'

Vue.config.productionTip = false

new Vue({
  router,
  render: function (h) { return h(App) }
}).$mount('#app')

我们可以发现这里只是将router ，也就是./router导出的store实例，作为Vue 参数的一部分。

但是这里就是有一个问题咯，这里的Vue 是根组件啊。也就是说目前只有根组件有这个router值，而其他组件是还没有的，所以我们需要让其他组件也拥有这个router。

因此，install方法我们可以这样完善

//myVueRouter.js
let Vue = null;
class VueRouter{

}
VueRouter.install = function (v) {
    Vue = v;
    // 新增代码
    Vue.mixin({
        beforeCreate(){
            if (this.$options && this.$options.router){ // 如果是根组件
                this._root = this; //把当前实例挂载到_root上
                this._router = this.$options.router;
            }else { //如果是子组件
                this._root= this.$parent && this.$parent._root
            }
            Object.defineProperty(this,'$router',{
                get(){
                    return this._root._router
                }
            })
        }
    })

    Vue.component('router-link',{
        render(h){
            return h('a',{},'首页')
        }
    })
    Vue.component('router-view',{
        render(h){
            return h('h1',{},'首页视图')
        }
    })
};

export default VueRouter

解释下代码：

参数Vue，我们在第四小节分析Vue.use的时候，再执行install的时候，将Vue作为参数传进去。
mixin的作用是将mixin的内容混合到Vue的初始参数options中。相信使用vue的同学应该使用过mixin了。
为什么是beforeCreate而不是created呢？因为如果是在created操作的话，$options已经初始化好了。
如果判断当前组件是根组件的话，就将我们传入的router和_root挂在到根组件实例上。
如果判断当前组件是子组件的话，就将我们_root根组件挂载到子组件。注意是引用的复制，因此每个组件都拥有了同一个_root根组件挂载在它身上。

这里有个问题，为什么判断当前组件是子组件，就可以直接从父组件拿到_root根组件呢？这让我想起了曾经一个面试官问我的问题：父组件和子组件的执行顺序？

A：父beforeCreate-> 父created -> 父beforeMounte -> 子beforeCreate ->子create ->子beforeMount ->子 mounted -> 父mounted

可以得到，在执行子组件的beforeCreate的时候，父组件已经执行完beforeCreate了，那理所当然父组件已经有_root了。

然后我们通过

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

将$router挂载到组件实例上。

其实这种思想也是一种代理的思想，我们获取组件的$router，其实返回的是根组件的_root._router

到这里还install还没写完，可能你也发现了，$route还没实现，现在还实现不了，没有完善VueRouter的话，没办法获得当前路径

七、完善VueRouter类

我们先看看我们new VueRouter类时传进了什么东东

//router/index.js
import Vue from 'vue'
import VueRouter from './myVueRouter'
import Home from '../views/Home.vue'
import About from "../views/About.vue"
Vue.use(VueRouter)
  const routes = [
  {
    path: '/home',
    name: 'Home',
    component: Home
  },
  {
    path: '/about',
    name: 'About',
    component: About
  }
];
const router = new VueRouter({
  mode:"history",
  routes
})
export default router

可见，传入了一个为数组的路由表routes，还有一个代表当前是什么模式的mode。因此我们可以先这样实现VueRouter

class VueRouter{
    constructor(options) {
        this.mode = options.mode || "hash"
        this.routes = options.routes || [] //你传递的这个路由是一个数组表
    }
}

先接收了这两个参数。

但是我们直接处理routes是十分不方便的，所以我们先要转换成key：value的格式

//myVueRouter.js
let Vue = null;
class VueRouter{
    constructor(options) {
        this.mode = options.mode || "hash"
        this.routes = options.routes || [] //你传递的这个路由是一个数组表
        this.routesMap = this.createMap(this.routes)
        console.log(this.routesMap);
    }
    createMap(routes){
        return routes.reduce((pre,current)=>{
            pre[current.path] = current.component
            return pre;
        },{})
    }
}

通过createMap我们将

const routes = [
  {
    path: '/home',
    name: 'Home',
    component: Home
  },
  {
    path: '/about',
    name: 'About',
    component: About
  }

转换成

路由中需要存放当前的路径，来表示当前的路径状态为了方便管理，可以用一个对象来表示

//myVueRouter.js
let Vue = null;
新增代码
class HistoryRoute {
    constructor(){
        this.current = null
    }
}
class VueRouter{
    constructor(options) {
        this.mode = options.mode || "hash"
        this.routes = options.routes || [] //你传递的这个路由是一个数组表
        this.routesMap = this.createMap(this.routes)
        新增代码
        this.history = new HistoryRoute();
        
    }

    createMap(routes){
        return routes.reduce((pre,current)=>{
            pre[current.path] = current.component
            return pre;
        },{})
    }

}

但是我们现在发现这个current也就是当前路径还是null，所以我们需要进行初始化。

初始化的时候判断是是hash模式还是 history模式。，然后将当前路径的值保存到current里

//myVueRouter.js
let Vue = null;
class HistoryRoute {
    constructor(){
        this.current = null
    }
}
class VueRouter{
    constructor(options) {
        this.mode = options.mode || "hash"
        this.routes = options.routes || [] //你传递的这个路由是一个数组表
        this.routesMap = this.createMap(this.routes)
        this.history = new HistoryRoute();
        新增代码
        this.init()

    }
    新增代码
    init(){
        if (this.mode === "hash"){
            // 先判断用户打开时有没有hash值，没有的话跳转到#/
            location.hash? '':location.hash = "/";
            window.addEventListener("load",()=>{
                this.history.current = location.hash.slice(1)
            })
            window.addEventListener("hashchange",()=>{
                this.history.current = location.hash.slice(1)
            })
        } else{
            location.pathname? '':location.pathname = "/";
            window.addEventListener('load',()=>{
                this.history.current = location.pathname
            })
            window.addEventListener("popstate",()=>{
                this.history.current = location.pathname
            })
        }
    }

    createMap(routes){
        return routes.reduce((pre,current)=>{
            pre[current.path] = current.component
            return pre;
        },{})
    }

}

监听事件跟上面原生js实现的时候一致。

八、完善$route

前面那我们讲到，要先实现VueRouter的history.current的时候，才能获得当前的路径，而现在已经实现了，那么就可以着手实现$route了。

很简单，跟实现$router一样

VueRouter.install = function (v) {
    Vue = v;
    Vue.mixin({
        beforeCreate(){
            if (this.$options && this.$options.router){ // 如果是根组件
                this._root = this; //把当前实例挂载到_root上
                this._router = this.$options.router;
            }else { //如果是子组件
                this._root= this.$parent && this.$parent._root
            }
            Object.defineProperty(this,'$router',{
                get(){
                    return this._root._router
                }
            });
             新增代码
            Object.defineProperty(this,'$route',{
                get(){
                    return this._root._router.history.current
                }
            })
        }
    })
    Vue.component('router-link',{
        render(h){
            return h('a',{},'首页')
        }
    })
    Vue.component('router-view',{
        render(h){
            return h('h1',{},'首页视图')
        }
    })
};

九、完善router-view组件

现在我们已经保存了当前路径，也就是说现在我们可以获得当前路径，然后再根据当前路径从路由表中获取对应的组件进行渲染

Vue.component('router-view',{
    render(h){
        let current = this._self._root._router.history.current
        let routeMap = this._self._root._router.routesMap;
        return h(routeMap[current])
    }
})

解释一下：

render函数里的this指向的是一个Proxy代理对象，代理Vue组件，而我们前面讲到每个组件都有一个_root属性指向根组件，根组件上有_router这个路由实例。所以我们可以从router实例上获得路由表，也可以获得当前路径。然后再把获得的组件放到h()里进行渲染。

现在已经实现了router-view组件的渲染，但是有一个问题，就是你改变路径，视图是没有重新渲染的，所以需要将_router.history进行响应式化。

Vue.mixin({
    beforeCreate(){
        if (this.$options && this.$options.router){ // 如果是根组件
            this._root = this; //把当前实例挂载到_root上
            this._router = this.$options.router;
            新增代码
            Vue.util.defineReactive(this,"xxx",this._router.history)
        }else { //如果是子组件
            this._root= this.$parent && this.$parent._root
        }
        Object.defineProperty(this,'$router',{
            get(){
                return this._root._router
            }
        });
        Object.defineProperty(this,'$route',{
            get(){
                return this._root._router.history.current
            }
        })
    }
})

我们利用了Vue提供的API：defineReactive，使得this._router.history对象得到监听。

因此当我们第一次渲染router-view这个组件的时候，会获取到this._router.history这个对象，从而就会被监听到获取this._router.history。就会把router-view组件的依赖wacther收集到this._router.history对应的收集器dep中，因此this._router.history每次改变的时候。this._router.history对应的收集器dep就会通知router-view的组件依赖的wacther执行update()，从而使得router-view重新渲染（其实这就是vue响应式的内部原理）

好了，现在我们来测试一下，通过改变url上的值，能不能触发router-view的重新渲染

path改成home

可见成功实现了当前路径的监听。。

十、完善router-link组件

我们先看下router-link是怎么使用的。

<router-link to="/home">Home</router-link> 
<router-link to="/about">About</router-link>

也就是说父组件间to这个路径传进去，子组件接收就好因此我们可以这样实现

Vue.component('router-link',{
    props:{
        to:String
    },
    render(h){
        let mode = this._self._root._router.mode;
        let to = mode === "hash"?"#"+this.to:this.to
        return h('a',{attrs:{href:to}},this.$slots.default)
    }
})

我们把router-link渲染成a标签，当然这时最简单的做法。通过点击a标签就可以实现url上路径的切换。从而实现视图的重新渲染

ok，到这里完成此次的项目了。

看下VueRouter的完整代码吧

//myVueRouter.js
let Vue = null;
class HistoryRoute {
    constructor(){
        this.current = null
    }
}
class VueRouter{
    constructor(options) {
        this.mode = options.mode || "hash"
        this.routes = options.routes || [] //你传递的这个路由是一个数组表
        this.routesMap = this.createMap(this.routes)
        this.history = new HistoryRoute();
        this.init()

    }
    init(){
        if (this.mode === "hash"){
            // 先判断用户打开时有没有hash值，没有的话跳转到#/
            location.hash? '':location.hash = "/";
            window.addEventListener("load",()=>{
                this.history.current = location.hash.slice(1)
            })
            window.addEventListener("hashchange",()=>{
                this.history.current = location.hash.slice(1)
            })
        } else{
            location.pathname? '':location.pathname = "/";
            window.addEventListener('load',()=>{
                this.history.current = location.pathname
            })
            window.addEventListener("popstate",()=>{
                this.history.current = location.pathname
            })
        }
    }

    createMap(routes){
        return routes.reduce((pre,current)=>{
            pre[current.path] = current.component
            return pre;
        },{})
    }

}
VueRouter.install = function (v) {
    Vue = v;
    Vue.mixin({
        beforeCreate(){
            if (this.$options && this.$options.router){ // 如果是根组件
                this._root = this; //把当前实例挂载到_root上
                this._router = this.$options.router;
                Vue.util.defineReactive(this,"xxx",this._router.history)
            }else { //如果是子组件
                this._root= this.$parent && this.$parent._root
            }
            Object.defineProperty(this,'$router',{
                get(){
                    return this._root._router
                }
            });
            Object.defineProperty(this,'$route',{
                get(){
                    return this._root._router.history.current
                }
            })
        }
    })
    Vue.component('router-link',{
        props:{
            to:String
        },
        render(h){
            let mode = this._self._root._router.mode;
            let to = mode === "hash"?"#"+this.to:this.to
            return h('a',{attrs:{href:to}},this.$slots.default)
        }
    })
    Vue.component('router-view',{
        render(h){
            let current = this._self._root._router.history.current
            let routeMap = this._self._root._router.routesMap;
            return h(routeMap[current])
        }
    })
};

export default VueRouter

现在测试下成功没

点击确实视图切换了，成功。

完美收官！！！！

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感谢您也恭喜您看到这里，我可以卑微的求个star吗！！！

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参考文献：文章前面一、二节原理部分摘自：blog.csdn.net/qq867263657…

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手写Vue-router核心原理，再也不怕面试官问我Vue-router原理