前端路由的实现方式及其基本原理的介绍（附示例）
一. 前端路由
现代前端开发中最流行的页面模型，莫过于SPA单页应用架构。单页面应用指的是应用只有一个主页面，通过动态替换DOM内容并同步修改url地址，来模拟多页应用的效果，切换页面的功能直接由前台脚本来完成，而不是由后端渲染完毕后前端只负责显示。前端三驾马车Angular,Vue,React均基于此模型来运行的。SPA能够以模拟多页面应用的效果，归功于其前端路由机制。
前端路由，顾名思义就是一个前端不同页面的状态管理器,可以不向后台发送请求而直接通过前端技术实现多个页面的效果。angularjs中的ui-router,vue中的vue-router,以及react的react-router均是对这种功能的具体实现。
既然前端路由这么牛逼，那必须的好好研究一下。
二. 两种实现方式及其原理
常见的路由插件中两种方式都是支持且可以切换的，例如angularjs1.x中就可以通过以下代码从Hash模式切换到H5模式：
$locationProvider.html5Mode(true);
切换到HTML5的路由模式，主要用于避免url地址中包含#而引发的问题。
1.HashChange
1.1 原理
HTML页面中通过锚点定位原理可进行无刷新跳转，触发后url地址中会多出# + 'XXX'的部分，同时在全局的window对象上触发hashChange事件，这样在页面锚点哈希改变为某个预设值的时候，通过代码触发对应的页面DOM改变，就可以实现基本的路由了,基于锚点哈希的路由比较直观，也是一般前端路由插件中最常用的方式。
1.2 应用
下面通过一个实例看一下,当点击angularjs的连接时，可以看到控制台打印出了相应的信息。
2.HTML5 HistoryAPI
2.1 原理
HTML5的History API为浏览器的全局history对象增加的扩展方法。一般用来解决ajax请求无法通过回退按钮回到请求前状态的问题。
在HTML4中，已经支持window.history对象来控制页面历史记录跳转，常用的方法包括：
history.forward(); //在历史记录中前进一步
history.back(); //在历史记录中后退一步
history.go(n): //在历史记录中跳转n步骤，n=0为刷新本页,n=-1为后退一页。
在HTML5中，window.history对象得到了扩展，新增的API包括：
history.pushState(data[,title][,url]);//向历史记录中追加一条记录
history.replaceState(data[,title][,url]);//替换当前页在历史记录中的信息。
history.state;//是一个属性，可以得到当前页的state信息。
window.onpopstate;//是一个事件，在点击浏览器后退按钮或js调用forward()、back()、go()时触发。监听函数中可传入一个event对象，event.state即为通过pushState()或replaceState()方法传入的data参数。
2.2 应用
浏览器访问一个页面时，当前地址的状态信息会被压入历史栈,当调用history.pushState()方法向历史栈中压入一个新的state后，历史栈顶部的指针是指向新的state的。可以将其作用简单理解为 假装已经修改了url地址并进行了跳转 ,除非用户点击了浏览器的前进,回退,或是显式调用HTML4中的操作历史栈的方法，否则不会触发全局的popstate事件。
在下面的示例中，点击导航按钮，可以看到url地址栏发生了变化，且控制台打印出了响应的信息。
3.hash 和 history API对比
| 对比 | hash路由 | History API 路由 |
|---|---|---|
| url字符串 | 丑 | 正常 |
| 命名限制 | 通常只能在同一个document下进行改变 |
url地址可以自己来定义，只要是同一个域名下都可以，*度更大 |
| url地址变更 | 会改变 | 可以改变，也可以不改变 |
| 状态保存 | 无内置方法，需要另行保存页面的状态信息 | 将页面信息压入历史栈时可以附带自定义的信息 |
| 参数传递能力 | 受到url总长度的限制， | 将页面信息压入历史栈时可以附带自定义的信息 |
| 实用性 | 可直接使用 | 通常服务端需要修改代码以配合实现 |
| 兼容性 | IE8以上 | IE10以上 |
三.亲手造一个简单的前端路由插件
造*,不是为了把它装在你的车上，而是当你在荒郊野外开车而*出了问题时多一种选择。
接下来就自己动手实现一个前端路由的插件吧~
3.1基于Hash的前端路由插件myHashRouter.js
我们希望实现的功能是:
1.引入MyHashRouter.js库
2.通过when()方法来定义若干不同的路由状态
3.通过init()方法启动路由功能
4.通过点击导航实现前端路由切换
首先编写js骨架，如图所示:
;(function() {
function Router() {
//记录路由的跳转历史
this.historyStack = [];
//记录已注册的路由信息
this.registeredRouter = [];
//路由匹配失败时跳转项
this.otherwiseRouter = {
path: '/',
content: 'home page'
}
}
/*
* 启动路由功能
*/
Router.prototype.init = function() {
}
/*
* 绑定window.onhashchange事件的回调函数
*/
Router.prototype._bindEvents = function() {
}
/**
* 路由注册方法
*/
Router.prototype.when = function(path, content) {
}
/**
* 判断新添加的路由是否已存在
*/
Router.prototype._hasThisRouter = function(path) {
}
/**
* 路由不存在时的指定地址
*/
Router.prototype.otherwise = function(path, content) {
}
/**
* 路由跳转方法，主动调用时可用于跳转路由
*/
Router.prototype.go = function(topath) {
}
/**
* 用于将对应路由信息渲染至页面,实现路由切换
*/
Router.prototype.render = function (content) {
}
var router = new Router();
//将接口暴露至全局
window.$router = router;
})();
完成了路由插件的编写后，我们在demo中引入该库，然后使用when()方法注册几个路由地址，再使用init()方法启动路由，脚本部分代码如下：
效果：
运行附件中的router-demo-hash.html,点击导航按钮，即可看到url地址栏以及内容区域同步更改。
3.2基于History API的前端路由插件myHistoryRouter.js
由于History API不支持低于IE10以下版本的浏览器（其他大多数现代浏览器基本都支持）,所以我们在init()方法启动时先进行可用性判断，基本代码框架与基于Hash的路由插件一致。每个方法的实现并不难写，这里不再赘述，笔者自己的代码实现放在附件myHashRouter.js中，水平有限，仅供参考。
3.3集成说明
为方便理解，本例中将两种模式分开编写，如果是插件库的开发，可以模仿ui-router增加一个html5mode()的方法,在init()方法启动路由时，根据所传的参数生成不同的路由插件的单例，也就是我们常说的工厂模式来实现即可。
四.后记
造车轮是一个很好的学习方式，虽然自己造的车轮很简陋，但是对于理解工具的底层原理却很有帮助。本例只是编写了一个路由工具的基本骨架，真正的路由工具还需要做很多功能扩展，个别功能的复杂度也会很高，例如路径的正则匹配,懒加载,组合视图,嵌套视图,路由动画等等，有兴趣的小伙伴可以在本例提供的框架上进行学习扩展。
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