React Router 的實現原理

天然呆☆☆發表於2024-11-15
React
本文分兩部分，一說前端路由的基本原理，二說 React Router 的實現原理

前端路由的基本原理​

不說屁話，從時間線上講，Web 應用原本是後端渲染，後來隨著技術的發展，有了單頁面應用，慢慢從後端渲染髮展成前端渲染

在部落格前端路由hash、history的實現 一問中我已經介紹過這兩種模式

hash 模式

  • 透過監聽 hashchange 事件，匹配 hash 值並渲染頁面模組

history 模式

  • 利用 history.pushState + popState 實現
  • history.pushState 能實現不重新整理頁面，但往歷史棧中新增一個記錄
  • popState 則會在歷史記錄條目被更改時，觸發
  • pushState 只會改變歷史棧，修改它沒有什麼API可以監聽，所以要與 popState配合

簡單來說，前端路由的基本原理無非要實現兩個功能：

  • 監聽記錄路由變化
  • 匹配路由變化並渲染內容

hash模式​

hash 模式的實現比較簡單，我們透過 hashChange 事件就能直接監聽到路由 hash 的變化，並根據匹配到的 hash 的不同來渲染不同的內容。

<body>
    <a href="#/home">Home</a>
    <a href="#/user">User</a>
    <a href="#/about">About</a>
    <div id="view"></div>
  </body>
  <script>
    function onHashChange() {
      const view = document.getElementById("view");
      switch (location.hash) {
        case "#/home":
          view.innerHTML = "Home";
          break;
        case "#/user":
          view.innerHTML = "User";
          break;
        case "#/about":
          view.innerHTML = "About";
          break;
        default:
          view.innerHTML = "Home";
          break;
      }
    }
    window.addEventListener("hashchange", onHashChange);
  </script>

history模式​

  1. 攔截 a 標籤的點選事件，阻止它的預設跳轉行為
  2. 使用 H5 的 history API 更新 URL
  3. 監聽和匹配路由改變以更新頁面

利用 pushState 往歷史棧中新增記錄且不重新整理頁面的特性 + 監聽 popstate 瀏覽器操作導致的 URL 變化

  • window.history.pushState(state, title, path)

  • window.addEventListener("popstate", onPopState)

    <body>
    <a href="/home">Home</a>
    <a href="/user">User</a>
    <a href="/about">About</a>
    <div id="view"></div>
</body>
<script>
    const elements = document.querySelectorAll("a[href]");
    elements.forEach(el =>
      el.addEventListener("click", e => {
        e.preventDefault();
        const test = el.getAttribute("href");
        history.pushState(null, null, el.getAttribute("href"));
        onPopState();
      })
    );

    function onPopState() {
        const view = document.getElementById("view");
        switch (location.pathname) {
            case "/home":
                view.innerHTML = "Home";
                break;
            case "/user":
                view.innerHTML = "User";
                break;
            case "/about":
                view.innerHTML = "About";
                break;
            default:
                view.innerHTML = "Home";
                break;
        }
    }
    window.addEventListener("popstate", onPopState);
</script>

hash模式 VS History模式​

模式優點缺點
Hash 瀏覽器相容性更好，不需要後端路由支援 有 # 號
History 需要現代瀏覽器，需要後端路由支援 無 # 號

history 模式下當頁面重新整理時，因為找不到相對應的路由（因為只有一個頁面，路由由前端控制），所以會報404錯誤，需要在 Nginx（或者伺服器）中配置，如果找不到ur，則返回 首頁

nginx 
location / {
    try_files $uri $uri/ /index.html;
}

React Router 的實現原理​

先用最簡單的話來概括一下 React Router 到底做了什麼？

本質上， React Router 就是在頁面 URL 發生變化的時候，透過我們寫的 path 去匹配，然後渲染對應的元件。

那麼，我們想一下如何分步驟實現：

  1. 如何監聽 url 的變化 ？
  2. 如何匹配 path ？
  3. 渲染對應的元件

換句話說，也是一個元件，透過渲染不同的元件來控制路由切換

整體設計​

我們用一張圖來理解一下整個 react-router 是怎麼實現的：

接下來我們看看每一個步驟是怎麼實現的。

640

如何監聽 url 的變化 ？​

正常情況下，當 URL 發生變化時，瀏覽器會像服務端傳送請求，但使用以下 3 種辦法不會向服務端傳送請求：

  • 基於 ajax（實現起來很麻煩）
  • 基於 hash
  • 基於 history

react-router 使用了 history 這個核心庫。它本質是遮蔽不同模式下載監聽實現上的差異，使用釋出訂閱模式 來實現，這裡不做探究

總結​

從後端路由到前端路由，最大的改變是體驗，體驗更良好了

前端路由模式有兩種：hash 模式 和 history 模式，兩者分別利用瀏覽器自由特性實現單頁面導航

  • hash 模式：window.location 或 a 標籤改變錨點值，window.hashchange() 監聽錨點變化
  • history 模式：history.pushState()、history.replaceState() 定義目標路由，window.popstate() 監聽瀏覽器操作導致的 URL 變化

React Router 匹配路由由 mathPath 透過 path-to-regexp 進行，<Route> 相當於一個高階元件，以不同的優先順序和匹配模式渲染匹配到的子元件

React Router 的主要元件原始碼，整體的實現：

  • 對於監聽功能的實現，React Router 引入了 history 庫，以遮蔽了不同模式路由在監聽實現上的差異, 並將路由資訊以 context 的形式，傳遞給被 <Router> 包裹的元件, 使所有被包裹在其中的路由元件都能感知到路由的變化, 並接收到路由資訊
  • 在匹配的部分， React Router 引入了 path-to-regexp 來拼接路徑正則以實現不同模式的匹配，路由元件·<Route>作為一個高階元件包裹業務元件, 透過比較當前路由資訊和傳入的 path，以不同的優先順序來渲染對應元件

參考資料​

  • 深入淺出解析 React Router 原始碼

  • 單頁面應用路由實現原理：以 React-Router 為例

  • 剖析單頁面應用路由實現原理

  • SPA 路由三部曲之核心原理

  • SPA 路由三部曲之實戰演練

  • 圖解 React-router 帶你深入理解路由本質

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