Vue 3源码极客之：`Vue Router`：`createRouter`函数的底层实现和`history`管理。

咳咳，各位靓仔靓女，老司机要开车了，今天咱们聊聊 Vue Router 3 的骨灰级玩法：createRouter 函数的底层实现和 history 管理。准备好了吗？Let’s go!

第一站：createRouter 的身世之谜

首先，我们要搞清楚 createRouter 到底是个什么玩意儿。简单来说，它就是 Vue Router 的入口，负责创建 Router 实例，并配置各种选项。但它内部到底发生了什么呢？

function createRouter(options) {
  const { history, routes } = options;

  // 1. 创建 matcher，负责路由匹配
  const matcher = createMatcher(routes);

  // 2. 创建 Router 实例
  const router = new Router({
    history,
    matcher,
  });

  return router;
}

这段代码是不是看起来很简洁？但魔鬼就藏在细节里。我们逐一分解：

• options 参数：这个对象包含了创建 Router 实例所需的所有配置，最重要的就是 history 和 routes。

  • history：决定了路由的工作模式，比如 Hash 模式、History 模式等。
  • routes：一个数组，定义了应用程序的所有路由规则。

• createMatcher(routes)：这是一个关键函数，负责根据路由配置创建 matcher 对象。matcher 才是真正干活的，它负责将 URL 路径与路由规则进行匹配，找到对应的组件。我们稍后会深入探讨 createMatcher。

• new Router({ history, matcher })：这就是创建 Router 实例的核心代码。Router 类会接收 history 和 matcher 作为参数，并初始化各种内部状态。

第二站：路由匹配器 createMatcher 的秘密花园

createMatcher 的作用是把我们定义的路由配置，转化成高效的路由查找工具。简单来说，就是把路由规则“编译”成一种方便快速查找的数据结构。

function createMatcher(routes) {
  const routeMap = {}; // 用于存储路由信息的对象

  // 1. 添加路由记录
  function addRouteRecord(route, parent) {
    const path = parent ? `${parent.path}/${route.path}` : route.path;
    const record = {
      path,
      component: route.component,
      name: route.name,
      meta: route.meta,
      parent,
      children: route.children || [],
    };

    // 将路由记录添加到 routeMap 中
    routeMap[path] = record;

    // 递归处理子路由
    if (route.children) {
      route.children.forEach((child) => addRouteRecord(child, record));
    }
  }

  // 遍历路由配置，添加路由记录
  routes.forEach((route) => addRouteRecord(route, null));

  // 2. 匹配路由
  function match(location) {
    return routeMap[location]; // 直接从 routeMap 中查找
  }

  return {
    addRoute: addRouteRecord, // 动态添加路由
    match, // 匹配路由
  };
}

代码分析：

1. routeMap 对象：这是一个核心的数据结构，用于存储所有路由记录。它的 key 是路由路径，value 是对应的路由记录对象。

2. addRouteRecord(route, parent) 函数：这个函数负责递归地添加路由记录。

   • 它会根据路由配置创建一个 record 对象，包含路由的各种信息，如路径、组件、名称、元数据等。
   • 如果存在父路由，它会将父路由的路径与当前路由的路径拼接起来，形成完整的路径。
   • 它会将路由记录添加到 routeMap 中。
   • 如果存在子路由，它会递归调用 addRouteRecord 函数处理子路由。

3. match(location) 函数：这个函数负责根据 URL 路径匹配路由记录。

   • 它直接从 routeMap 中查找对应的路由记录。

4. 返回值：createMatcher 函数返回一个对象，包含 addRoute 和 match 两个方法。

   • addRoute 用于动态添加路由。
   • match 用于匹配路由。

注意：这个版本的 createMatcher 非常简化，实际的 Vue Router 实现要复杂得多，需要处理更复杂的路由匹配逻辑，比如：

• 动态路由：/users/:id
• 通配符路由：/users/*
• 路由优先级：当多个路由都匹配时，需要确定哪个路由应该被选中。

路由匹配算法的优化

为了提高路由匹配的效率，Vue Router 采用了多种优化技术，比如：

• 前缀树 (Prefix Tree)：用于存储路由路径，可以快速查找具有相同前缀的路由。
• 缓存 (Cache)：缓存最近访问的路由，避免重复匹配。

第三站：history 管理的幕后英雄

history 对象负责管理浏览器的历史记录。Vue Router 提供了多种 history 实现，包括：

• HashHistory：使用 URL 的 hash 部分 (#) 来模拟路由。
• HTML5History：使用 HTML5 History API (pushState 和 replaceState) 来实现真正的路由。
• AbstractHistory：用于非浏览器环境，比如 Node.js。

我们以 HTML5History 为例，看看它是如何工作的。

class HTML5History {
  constructor() {
    this.current = {
      path: window.location.pathname,
    };

    // 监听 popstate 事件
    window.addEventListener('popstate', () => {
      this.transitionTo(window.location.pathname);
    });
  }

  push(path) {
    history.pushState({ path }, null, path);
    this.transitionTo(path);
  }

  replace(path) {
    history.replaceState({ path }, null, path);
    this.transitionTo(path);
  }

  transitionTo(path) {
    // 1. 匹配路由
    const matched = this.router.matcher.match(path);

    // 2. 更新 current 路由
    this.current = {
      path,
      matched,
    };

    // 3. 调用路由守卫
    // ...

    // 4. 更新视图
    // ...
  }
}

代码分析：

1. 构造函数：

   • 初始化 current 路由对象，记录当前路径。
   • 监听 popstate 事件，当用户点击浏览器的前进/后退按钮时，会触发该事件。

2. push(path) 和 replace(path) 方法：

   • 调用 history.pushState 或 history.replaceState 方法更新浏览器的历史记录。
   • 调用 transitionTo(path) 方法进行路由切换。

3. transitionTo(path) 方法：

   • 使用 matcher.match(path) 匹配路由。
   • 更新 current 路由对象。
   • 调用路由守卫 (beforeEach, beforeRouteEnter, afterEach)。
   • 更新视图，渲染对应的组件。

History 模式的优缺点

特性	Hash 模式	HTML5 History 模式
URL 格式	/#/path/to/resource	/path/to/resource
SEO	不利于 SEO	有利于 SEO
服务器端配置	不需要服务器端配置	需要服务器端配置，确保所有路由都指向同一个入口文件
兼容性	兼容性好	需要浏览器支持 HTML5 History API
用户体验	URL 中包含 #，用户体验较差	URL 简洁美观，用户体验好

第四站：Router 实例的职责

Router 实例是 Vue Router 的核心，负责管理路由状态、处理导航、执行路由守卫等。

class Router {
  constructor(options) {
    this.history = options.history;
    this.matcher = options.matcher;

    // 将 Router 实例绑定到 History 对象
    this.history.router = this;

    this.beforeEachHooks = [];
    this.afterEachHooks = [];

    // 初始化路由
    this.history.transitionTo(this.history.current.path);
  }

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

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

  beforeEach(fn) {
    this.beforeEachHooks.push(fn);
  }

  afterEach(fn) {
    this.afterEachHooks.push(fn);
  }
}

代码分析：

1. 构造函数：

   • 接收 history 和 matcher 作为参数。
   • 将 Router 实例绑定到 History 对象，方便 History 对象调用 Router 的方法。
   • 初始化路由，调用 history.transitionTo 方法进行首次路由切换。
   • 初始化路由守卫钩子函数数组。

2. push(path) 和 replace(path) 方法：

   • 调用 history.push 和 history.replace 方法进行导航。

3. beforeEach(fn) 和 afterEach(fn) 方法：

   • 用于注册全局路由守卫。

第五站：路由守卫的战场

路由守卫是 Vue Router 提供的一种机制，允许我们在路由切换前后执行一些操作，比如：

• 权限验证：判断用户是否有权限访问某个路由。
• 数据预取：在进入某个路由之前，先加载需要的数据。
• 记录日志：记录用户的访问行为。

Vue Router 提供了三种路由守卫：

• 全局守卫：beforeEach, afterEach
• 路由独享守卫：beforeEnter
• 组件内守卫：beforeRouteEnter, beforeRouteUpdate, beforeRouteLeave

全局守卫

• beforeEach：在每次路由切换之前执行。
• afterEach：在每次路由切换之后执行。

路由独享守卫

• beforeEnter：只在进入路由时执行。

组件内守卫

• beforeRouteEnter：在组件被创建之前执行，不能访问 this。
• beforeRouteUpdate：在当前路由改变，但是该组件被复用时调用。
• beforeRouteLeave：在离开路由时执行。

路由守卫的执行顺序：

1. 离开守卫：beforeRouteLeave
2. 全局前置守卫：beforeEach
3. 路由独享守卫：beforeEnter
4. 组件内守卫：beforeRouteEnter
5. 全局解析守卫：beforeResolve
6. 导航被确认
7. 全局后置钩子：afterEach
8. DOM 更新
9. 通过传给 next 的回调函数来调用 beforeRouteEnter 守卫中访问组件实例。

第六站：动态路由的玩法

动态路由允许我们定义带有参数的路由，比如 /users/:id。

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

在组件中，我们可以通过 $route.params 对象访问路由参数。

<template>
  <div>
    <h1>User ID: {{ $route.params.id }}</h1>
  </div>
</template>

第七站：总结与升华

我们今天深入剖析了 Vue Router 3 的 createRouter 函数的底层实现和 history 管理。

• createRouter 函数负责创建 Router 实例，并配置各种选项。
• createMatcher 函数负责将路由配置转化成高效的路由查找工具。
• history 对象负责管理浏览器的历史记录。
• Router 实例负责管理路由状态、处理导航、执行路由守卫等。
• 路由守卫允许我们在路由切换前后执行一些操作。
• 动态路由允许我们定义带有参数的路由。

希望今天的分享能帮助大家更深入地理解 Vue Router 的工作原理。记住，源码之下，了无秘密！

今天的旅程就到这里，各位，下课！下次有缘再见！