详解Vue-Router源码分析路由实现原理

前言

随着前端开发的不断发展，大型应用程序的前端实现也变得越来越复杂。前端路由就是其中非常重要的一部分，它可以帮助开发者构建起一个功能完善的单页面应用程序。而Vue-Router则是目前Vue.js框架中非常流行的前端路由方案。本文将详细讲解Vue-Router源码分析，帮助开发者更好地理解Vue-Router的实现原理。

Vue-Router简介

Vue-Router是Vue.js框架中的一个插件，它采用了基于组件的路由配置方式，将路由和组件进行了统一管理。Vue-Router的路由配置基于Vue.js的组件系统，通过路由的path参数匹配对应的组件，并将组件渲染在指定的路由出口中。

Vue-Router具有以下几个核心概念：

路由表

路由表是Vue-Router管理路由的核心数据结构，它被定义为一个数组，每个路由规则都是一个路由配置对象。路由表中每个元素包含以下属性：

• path：表示路径；
• component：表示对应的组件；
• children：表示子路由的规则；
• name：表示路由的别名；
• props：表示路由参数；
• meta：其他额外的元数据；

路由器

Vue-Router的路由器是Vue实例中的一个对象，它提供了以下几个核心方法：

• push: 向history栈添加一条新记录；
• replace: 替换当前的history栈记录；
• go: 前进或者后退历史记录；
• back: 后退历史记录；
• forward: 前进历史记录；

路由钩子函数

路由钩子函数是Vue-Router的重要特性，它分为以下三个级别：

• 全局钩子函数：应用于全局，对每个路由生效；
• 路由独享钩子函数：应用于单个路由，只对该路由生效；
• 组件内的钩子函数：应用于单个组件，只对该组件生效；

动态路径参数

Vue-Router允许使用动态路径参数来表示路由的参数，将路径中的部分是动态的参数或者片段，它们以冒号开头。例如：

const router = new VueRouter({
  routes: [
    { path: '/user/:id', component: User }
  ]
})

上述代码中，/user/:id中的:id就是动态的路径参数。

命名路由

Vue-Router允许为路由配置命名，使用名称代替路径访问路由，在开发过程中更为方便。例如：

const router = new VueRouter({
  routes: [
    {
      path: '/user/:id',
      component: User,
      name: 'user'
    }
  ]
})

Vue-Router源码分析

Vue-Router的安装

在使用Vue-Router之前，需要先进行安装。可以通过以下命令使用npm进行安装：

npm install vue-router

在Vue.js的入口文件main.js中使用Vue-Router：

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

Vue.use(VueRouter)

const routes = []

const router = new VueRouter({
  routes
})

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

上述代码中，通过import导入Vue-Router，使用Vue.use方法进行安装，然后在Vue实例中通过router选项将路由器添加进去。

Vue-Router的核心实现原理

Vue-Router的核心实现原理是通过Vue.js的组件系统来实现：

1. 定义一个路由表，每个表项都是一个路由规则，用来匹配不同的路由路径，指向不同的组件。
2. 在Vue.js中使用<router-link>组件，动态生成不同的<a>标签，根据路由表中的路由规则生成正确的URL。
3. 使用<router-view>组件来动态展示不同的组件，根据路由路径从路由表中匹配出对应的组件，通过组件展示在页面上。

路由表的生成过程

Vue-Router的路由表是通过Vue实例化Router类时传入的路由配置参数自动生成的。在Vue-Router的内部实现中，路由表会通过$route对象与$router对象建立联系，在处理URL时完成路由表的匹配。

下面我们来看一下如何生成路由表的示例代码：

const routes = [
  {
    path: '/home',
    component: Home
  },
  {
    path: '/about',
    component: About
  }
]
const router = new VueRouter({
  routes
})

上面的代码中，我们定义了一个包含两个路由规则的数组，分别为/home和/about。在创建VueRouter实例时，将该数组传递给了VueRouter的构造函数，VueRouter会通过内部的初始化方法将这些路由规则转换为一棵路由树。

Vue-Router的两种历史记录模式

Vue-Router提供了两种历史记录模式：Hash和History。它们的区别主要在于URL生成方式和路由跳转方式。

Hash模式

Hash模式是Vue-Router默认的历史记录模式，即URL中使用#符号来表示当前路由。Hash模式具有以下特点：

• URL格式为http://localhost:8080/#/home；
• 用户访问不同的路由时，URL地址不会发生改变，通过监听hashchange事件进行路由切换；
• 后端需要在Web服务器中配置重定向，将所有的路由都指向根路由；

在使用Hash模式时，可以通过以下代码进行配置：

const router = new VueRouter({
  mode: 'hash',
  routes: [...]
})

History模式

History模式是Vue-Router的另一种历史记录模式，它使用HTML5的history API，以更加友好的URL格式展示当前路由，不需要使用#符号。

• URL格式为http://localhost:8080/home；
• 用户访问不同的路由时，URL地址发生改变，通过history API进行路由切换；
• URL地址需要使用Web服务器进行配置，否则用户直接访问路由将返回404错误；

在使用History模式时，可以通过以下代码进行配置：

const router = new VueRouter({
  mode: 'history',
  routes: [...]
})

Vue-Router的路由匹配

Vue-Router的路由匹配是通过内部实现的match函数来完成的。该函数分别从根路由开始，按顺序匹配路由的每一个片段，在所有片段都匹配完成后，如果找到了匹配的路由，则返回一个包含匹配路由信息的Route实例；否则返回一个空的Route实例。

function match(
  raw: RawLocation,
  currentRoute?: Route,
  redirectedFrom?: Location
): Route {
  // 获取当前路由配置
  const { path, query, hash } = resolveLocation(raw, currentRoute, false, router)
  const location = { path, query, hash }

  // 匹配路由
  const route = findRoute(location, routes, redirectedFrom)
  const finalLocation = route.redirectedFrom || location

  // 返回路由实例
  return createRoute(record, finalLocation, undefined, router)
}

上述代码中，findRoute函数是Vue-Router的路由匹配函数。该函数会递归遍历路由表中所有的路由规则，找到匹配的路由后返回一个包含该路由信息的Route实例。

示例1：动态路由参数

动态路由参数是Vue-Router提供的一个非常实用的功能，可以将URL的一部分转化为路由参数，从而实现更复杂的路由规则。

例如，在路由表中定义以下路由规则：

const routes = [
  {
    path: '/user/:id',
    component: User
  }
]

然后，在组件内可以通过如下方式访问路由参数：

// User.vue
export default {
  name: 'User',
  props: {
    id: Number
  }
}

通过props可以将URL中的id参数传递给User组件。

示例2：路由懒加载

在实际的开发中，由于应用程序的体积变得越来越大，使用路由懒加载可以提高程序的性能。路由懒加载的实现方式是通过Webpack的代码分割功能，将路由对应的组件代码分为不同的块，然后按需加载。

以下是路由懒加载的代码示例：

const Home = () => import('./views/Home.vue')
const About = () => import('./views/About.vue')

const router = new VueRouter({
  routes: [
    {
      path: '/home',
      component: Home
    },
    {
      path: '/about',
      component: About
    }
  ]
})

上述代码中，通过import函数引入了Home和About组件，Webpack会将它们分别打包为单独的代码块，当用户访问对应路由时才会加载代码块。