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.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。