详解SPA中前端路由基本原理与实现方式

在讲前端路由之前，先说下后端路由，以及为什么出现了前端路由。

后端路由： 浏览器在地址栏中切换不同的url时，每次都向后台服务器发出请求，服务器响应请求，在后台拼接html文件传给前端显示，java web中的jsp就是如此实现的。常用的后台MVC模式的基本路由处理流程：浏览器输入一个url请求，从中找到Controller和Action的值，将请求传递给Controller处理，Controller获取Model数据对象，并且将Model传递给View,最后View呈现界面。

例如输入一个url：localhost/home/index

其中localhost是域名，对应结构{controller}/{action}/{id}

• 优点：分担了前端的压力，html和数据的拼接都是由服务器完成。
• 缺点：当项目十分庞大时，加大了服务器端的压力，同时在浏览器端不能输入制定的url路径进行指定模块的访问。另外一个就是如果当前网速过慢，那将会延迟页面的加载，对用户体验不是很友好。

前端路由： 随着（SPA）单页应用的不断普及，前后端开发分离，目前项目基本都使用前端路由，在项目使用期间页面不会重新加载。

• 优点：1、用户体验好，和后台网速没有关系，不需要每次都从服务器全部获取，界面展现快。2、可以再浏览器中输入指定想要访问的url路径地址。3.实现了前后端的分离，方便开发。有很多框架都带有路由功能模块。
• 缺点：1、对SEO不是很友好2、在浏览器前进和后退时候重新发送请求，没有合理缓存数据。3，初始加载时候由于加载所有模块渲染，会慢一点。

前端路由目前主要有两种方法：

1、利用url的hash,就是常用的锚点（#）操作，类似页面中点击某小图标，返回页面顶部，JS通过hashChange事件来监听url的改变，IE7及以下需要轮询进行实现。一般常用框架的路由机制都是用的这种方法，例如Angualrjs自带的ngRoute和二次开发模块ui-router，react的react-route,vue-route…

2、利用HTML5的History模式，使url看起来类似普通网站，以”/”分割，没有”#”，但页面并没有跳转，不过使用这种模式需要服务器端的支持，服务器在接收到所有的请求后，都指向同一个html文件，通过historyAPI，监听popState事件，用pushState和replaceState来实现。

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" rel="external nofollow" rel="external nofollow" >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" rel="external nofollow" data-target="#index">page1</a>
  <a class="item" href="#page2" rel="external nofollow" rel="external nofollow" data-target="#info">page2</a>
  <a class="item" href="#page3" rel="external nofollow" data-target="#detail">page3</a>
  <a class="item" href="#page4" rel="external nofollow" data-target="#show">paga4</a>
  <a class="item" href="#page5" rel="external nofollow" 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 + '" rel="external nofollow" ]').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" rel="external nofollow" data-target="#index">page1</a>
<a class="item" href="/page2.html" rel="external nofollow" data-target="#info">page2</a>
<a class="item" href="/page3.html" rel="external nofollow" data-target="#detail">page3</a>
<a class="item" href="/page4/subpage1.html" rel="external nofollow" data-target="#show">paga4-1</a>
<a class="item" href="/page5/subpage2.html" rel="external nofollow" 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.state 和 e.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。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持我们。