阐述 Vue Router 源码中 `history` 对象的 `listen` 和 `unlisten` 机制，以及它们如何与浏览器历史栈交互。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位靓仔靓女，今天咱们来聊聊 Vue Router 源码里那个神秘的 history 对象，特别是它的 listen 和 unlisten 机制。这俩哥们儿，看似低调，实则掌控着你的 Vue 应用和浏览器历史栈之间的交互命脉。准备好，咱们要开始解剖这俩“家伙”了！

开场白：history 对象是何方神圣？

在深入 listen 和 unlisten 之前，咱们先要搞清楚 history 对象到底是个什么玩意儿。简单来说，它就是个封装了浏览器历史 API 的家伙。浏览器历史 API 允许我们以编程方式来操纵浏览器的历史记录，比如前进、后退、添加新记录等等。

Vue Router 利用 history 对象来管理应用内部的路由状态，并在用户点击链接或通过其他方式导航时，同步更新浏览器的历史记录。这样，用户就可以通过浏览器的前进/后退按钮来在你的 Vue 应用里穿梭自如了。

Vue Router 主要有三种 history 模式：

Hash 模式： 基于 URL 的 hash ( # ) 来实现路由。
HTML5 History 模式： 基于 HTML5 的 history.pushState 和 history.replaceState API 来实现，URL 看起来更自然。
Abstract 模式： 主要用于非浏览器环境，比如 Node.js 服务器端渲染。

我们今天的讨论主要集中在 HTML5 History 模式，因为它是最常用，也最能体现 listen 和 unlisten 机制的价值。

listen：监听历史记录变化的风向标

listen 函数，顾名思义，就是用来监听历史记录变化的。当浏览器的历史记录发生改变时 (比如用户点击了前进/后退按钮，或者通过 history.pushState 或 history.replaceState 修改了历史记录)， listen 注册的回调函数会被触发。

让我们先来看一段简化版的 listen 实现 (注意：这只是为了方便理解，真实的源码会更复杂):

function createWebHistory() {
  let listeners = []; // 保存所有监听器的数组

  function listen(callback) {
    listeners.push(callback); // 添加新的监听器
    return () => { // 返回一个取消监听的函数
      listeners = listeners.filter(l => l !== callback);
    };
  }

  function triggerListeners(location, state) {
    for (const listener of listeners) {
      listener(location, state); // 依次调用所有的监听器
    }
  }

  // 模拟 pushState 操作
  function push(to, data) {
      // 实际代码中会调用 window.history.pushState
      // 这里简化为直接触发监听器
      triggerListeners(to, data);
  }

  // 模拟 popstate 事件，浏览器前进后退时触发
  window.addEventListener('popstate', (event) => {
    triggerListeners(location.pathname, event.state);
  });

  return {
    listen,
    push, // 提供 push 方法来改变history
  };
}

const history = createWebHistory();

// 注册一个监听器
const unlisten = history.listen((location, state) => {
  console.log("Location changed:", location);
  console.log("State:", state);
});

// 模拟一次 pushState 操作
history.push("/new-page", { someData: "hello" });

// 取消监听
// unlisten();

这段代码模拟了一个简单的 history 对象，其中：

listeners 数组用于保存所有注册的监听器。
listen 函数用于注册监听器，并返回一个取消监听的函数。
triggerListeners 函数用于触发所有注册的监听器。
push 函数模拟 pushState 操作，会触发监听器。
popstate 事件监听浏览器前进后退操作。

listen 的核心作用：

响应 URL 变化： 当用户通过浏览器的前进/后退按钮，或者手动修改 URL 时，会触发 popstate 事件。 history 对象会监听这个事件，并调用 triggerListeners 函数，从而通知所有注册的监听器。
同步应用状态： Vue Router 会在 listen 的回调函数中，更新应用内部的路由状态。这样，你的 Vue 组件就可以根据当前的 URL，渲染出正确的内容。

unlisten：及时止损的终结者

unlisten 函数的作用很简单，就是取消之前通过 listen 注册的监听器。它返回的是一个函数，调用这个函数，就可以从 listeners 数组中移除对应的回调函数。

unlisten 的重要性：

避免内存泄漏： 如果你注册了大量的监听器，但没有及时取消，这些监听器会一直存在于内存中，导致内存泄漏。特别是在组件卸载时，一定要记得取消监听器。
防止重复触发： 在某些情况下，可能会多次注册同一个监听器。如果不及时取消，可能会导致回调函数被重复触发，造成意想不到的错误。
提高性能： 移除不再需要的监听器，可以减少不必要的计算和事件处理，提高应用的性能。

listen 和 unlisten 如何与浏览器历史栈交互？

listen 和 unlisten 机制的核心在于对浏览器 popstate 事件的监听以及对 history.pushState 和 history.replaceState API 的封装。

咱们用一张表格来总结一下：

事件/API	触发条件	作用	Vue Router 如何利用
`popstate` 事件	用户点击浏览器的前进/后退按钮，或者通过 JavaScript 代码调用 `history.back()` 或 `history.forward()`	浏览器会触发 `popstate` 事件，事件对象包含了当前历史记录的状态信息。	Vue Router 会监听 `popstate` 事件，并在回调函数中更新应用内部的路由状态。这样，当用户点击前进/后退按钮时，Vue 应用会渲染出正确的页面内容。
`history.pushState`	通过 JavaScript 代码调用 `history.pushState(state, title, url)` 可以向历史记录栈中添加一条新的记录。 `state` 参数用于存储与该记录相关联的状态数据，`title` 参数用于设置页面的标题 (通常会被浏览器忽略)，`url` 参数用于设置新的 URL。	浏览器会将新的历史记录添加到历史记录栈中，并更新浏览器的 URL。但是，不会触发页面刷新。	Vue Router 会使用 `history.pushState` 来改变 URL，并同步更新应用内部的路由状态。`state` 参数可以用来存储一些额外的数据，比如滚动条的位置。
`history.replaceState`	通过 JavaScript 代码调用 `history.replaceState(state, title, url)` 可以替换当前历史记录。参数与 `history.pushState` 相同。	浏览器会将当前历史记录替换为新的记录，并更新浏览器的 URL。同样，不会触发页面刷新。	Vue Router 会使用 `history.replaceState` 来替换当前 URL，并同步更新应用内部的路由状态。与 `history.pushState` 的区别在于，`history.replaceState` 不会向历史记录栈中添加新的记录，而是直接替换当前记录。这通常用于在用户登录或重定向时，避免用户通过点击后退按钮返回到之前的页面。

一个更复杂的例子： Vue Router 源码中的 listen 和 unlisten (简化版)

现在，让我们来看一个更接近 Vue Router 源码的例子 (为了简化，省略了一些细节):

// 假设这是 Vue Router 内部的 history 对象
function createWebHistory(base) {
  const history = window.history;
  const location = window.location;
  let listeners = [];
  let current = {
    path: location.pathname,
    state: history.state,
    replace: false,
  };

  function listen(fn) {
    listeners.push(fn);
    return () => {
      listeners = listeners.filter(f => f !== fn);
    };
  }

  function push(to, data) {
    const url = base + to;
    history.pushState(data, '', url);
    current.path = to;
    current.state = data;
    current.replace = false;
    triggerListeners(current);
  }

  function replace(to, data) {
    const url = base + to;
    history.replaceState(data, '', url);
    current.path = to;
    current.state = data;
    current.replace = true;
    triggerListeners(current);
  }

  function triggerListeners(to) {
    for (const listener of listeners) {
      listener(to);
    }
  }

  window.addEventListener('popstate', (event) => {
    current.path = location.pathname;
    current.state = event.state;
    current.replace = false;
    triggerListeners(current);
  });

  return {
    listen,
    push,
    replace,
    location: current,
  };
}

// 假设这是 Vue Router 的 Router 实例
class Router {
  constructor(options) {
    this.history = createWebHistory(options.base || '');
    this.routes = options.routes || [];
    this.currentRoute = null;

    this.history.listen((location) => {
      this.resolveRoute(location);
    });

    this.resolveRoute(this.history.location); // 初始化
  }

  resolveRoute(location) {
    // 这里根据 location.path 和 this.routes 匹配路由，并更新 this.currentRoute
    // 省略了路由匹配的逻辑，因为不是今天的重点
    this.currentRoute = { path: location.path, matched: [] }; // 假设匹配到了
    this.updateView();
  }

  push(to) {
    this.history.push(to);
  }

  replace(to) {
    this.history.replace(to);
  }

  updateView() {
    // 这里根据 this.currentRoute 来更新视图
    console.log("Updating view for route:", this.currentRoute.path);
  }
}

// 使用示例
const router = new Router({
  base: '/',
  routes: [
    { path: '/', component: { template: '<div>Home</div>' } },
    { path: '/about', component: { template: '<div>About</div>' } },
  ],
});

// 监听路由变化 (Vue 组件内部)
const unwatch = router.history.listen((location) => {
  console.log("Route changed to:", location.path);
  // 在组件卸载时取消监听
  // unwatch();
});

// 导航
router.push('/about');
router.replace('/about');

在这个例子中：

createWebHistory 函数创建了一个 history 对象，负责与浏览器的历史 API 交互。
Router 类是 Vue Router 的核心类，它使用 history 对象来管理路由状态。
Router 实例在初始化时，会通过 history.listen 注册一个监听器，用于监听 URL 的变化。
当 URL 发生变化时，监听器会被触发，Router 实例会根据新的 URL，更新应用内部的路由状态，并更新视图。
push 和 replace 方法分别用于通过 history.pushState 和 history.replaceState 改变 URL。
组件可以通过 router.history.listen 注册自己的监听器，并在组件卸载时通过调用 unwatch() 来取消监听，防止内存泄漏。

最佳实践和注意事项

组件卸载时取消监听： 这是最重要的一个注意事项。在 Vue 组件的 beforeDestroy 或 unmounted 钩子函数中，一定要记得调用 unlisten 函数，取消之前注册的监听器。

export default {
  beforeDestroy() {
    this.unwatch(); // 假设 unwatch 是之前通过 history.listen 返回的函数
  },
  unmounted() {
    this.unwatch(); // Vue 3 推荐使用 unmounted
  },
  mounted() {
    this.unwatch = this.$router.history.listen((location) => {
      console.log('Route changed in component');
    });
  },
};

谨慎使用 history.state： 虽然 history.state 可以用来存储一些额外的数据，但是要注意它的序列化限制。只能存储可以被 JSON 序列化的数据。另外，history.state 的大小也有限制，不要存储过大的数据。
处理边缘情况： 在某些浏览器中，popstate 事件的行为可能不太一致。例如，在某些情况下，页面首次加载时可能会触发 popstate 事件。因此，需要对这些边缘情况进行处理，以确保应用的路由行为正确。
考虑服务器端渲染： 如果你的应用需要支持服务器端渲染 (SSR)，那么需要使用 AbstractHistory 模式，或者对 history 对象进行特殊处理。因为在服务器端，没有浏览器的 window 对象，所以不能直接使用 window.history API。

总结

listen 和 unlisten 机制是 Vue Router 实现路由功能的核心组成部分。它们负责监听浏览器的历史记录变化，并同步更新应用内部的路由状态。理解 listen 和 unlisten 的工作原理，可以帮助你更好地理解 Vue Router 的内部机制，并避免一些常见的错误，例如内存泄漏。记住，及时取消监听器，是一个优秀的 Vue 开发者应该养成的良好习惯。

好了，今天的讲座就到这里。希望大家有所收获，下次再见！

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