JavaScript监听路由变化：Hash与History模式详解及订阅发布实现

前端实现路由切换主要依赖两种机制，其核心优势在于能够在不刷新页面的前提下完成URL的变更。

第一种方式是基于Hash值的变化，通过监听window.onhashchange事件来响应路由变动。
第二种方式是利用History API进行页面加载操作。与Hash模式不同，History模式的实现更为复杂：浏览器的前进、后退操作（通过history.back()、history.forward()和history.go()方法）会主动触发popstate事件，但通过代码调用pushState或replaceState修改历史记录时，并不会自动触发popstate事件。

History API详解

本节主要介绍History API的相关机制。

pushState()方法

该方法接收三个参数：状态对象（state object）、标题（title，目前通常被忽略）以及可选的URL。以下是对这三个参数的详细解析：

状态对象（state object）：这是一个JavaScript对象，用于创建新的历史记录条目。当用户导航至该新状态时，会触发popstate事件，且该事件的state属性包含该状态对象的副本。状态对象可以是任何可序列化的数据。需要注意的是，Firefox会将状态对象保存在用户磁盘上以便浏览器重启后恢复，因此规定序列化后的数据大小不得超过640k。若传递的数据超过此限制，pushState()将抛出异常。如需存储更大体积的数据，建议结合使用sessionStorage或localStorage。

标题（title）：目前Firefox浏览器忽略此参数，但未来版本可能会启用。为确保兼容性，建议传入空字符串，或者为跳转状态提供一个简短的标题描述。

URL：该参数定义了新的历史记录URL。调用pushState()后，浏览器不会立即加载该URL，但在某些特定场景下（如用户重启浏览器）可能会尝试加载（注意：不会加载资源文件，但可通过监听URL变化来更新视图，这是单页面路由实现的关键）。新URL不必是绝对路径，若为相对路径，则相对于当前URL解析。此外，新URL必须与当前页面同源，否则pushState()会抛出异常。若省略此参数，默认使用当前URL。

从某种意义上讲，调用pushState()与设置window.location = “#foo”类似，两者均会在当前页面创建并激活新的历史记录。然而，pushState()具备以下显著优势：

新URL可以是与当前页面同源的任意URL，而Hash模式仅允许修改同一文档内的哈希值。若无需更改URL，则无需操作；相比之下，设置window.location = “#foo”仅在当前哈希值非#foo时才会创建新的历史记录。此外，pushState()允许将任意数据与新历史记录关联，而Hash模式需将所有相关数据编码为短字符串。最后，若浏览器未来支持标题功能，该数据可被利用（Hash模式则不支持）。

需注意，调用pushState()绝不会触发hashchange事件，即使新URL与旧URL仅哈希部分不同也是如此。

pushState()应用场景

利用History API可实现无刷新修改URL或其参数。


window.history.replaceState('', '', `${window.location.origin}${window.location.pathname}type=a`);

replaceState()方法

history.replaceState()的使用方式与pushState()高度相似，主要区别在于replaceState()用于修改当前的历史记录项，而非创建新的记录。需要注意的是，这并不会阻止在全局浏览器历史记录中创建一个新的历史条目。

popstate事件

通过window.onpopstate可以监听返回事件。


window.onpopstate = funcRef;

funcRef : (Event:{state:any})=>void

每当激活状态的历史记录发生改变时，就会触发popstate事件，该事件在window对象上触发（即window.onpopstate）。如果当前激活的历史记录条目是由history.pushState()创建，或由history.replaceState()修改，则popstate事件对象的state属性包含该历史记录条目状态对象的副本。

注意：

调用history.pushState()或history.replaceState()不会触发popstate事件。popstate事件仅在浏览器的特定行为下触发，例如点击前进/后退按钮（或在JavaScript中调用history.back()、history.forward()、history.go()方法）。此外，a标签的锚点跳转也会触发该事件。
各浏览器在页面加载时对popstate事件的触发行为存在差异：Chrome和Safari会触发popstate事件，而Firefox不会。

如何监听pushState和replaceState？

我们可以通过订阅-发布模式自行实现监听机制：首先利用Dep和Watch，这是参考Vue源码中Dep与Watcher之间交互方式实现的简化版本。


class Dep {                  // 订阅池
    constructor(name){
        this.id = new Date() //这里简单的运用时间戳做订阅池的ID
        this.subs = []       //该事件下被订阅对象的集合
    }
    defined(){              // 添加订阅者
        Dep.watch.add(this);
    }
    notify() {              //通知订阅者有变化
        this.subs.forEach((e, i) => {
            if(typeof e.update === 'function'){
                try {
                   e.update.apply(e)  //触发订阅者更新函数
                } catch(err){
                    console.warr(err)
                }
            }
        })
    }
    
}
Dep.watch = null;

class Watch {
    constructor(name, fn){
        this.name = name;       //订阅消息的名称
        this.id = new Date();   //这里简单的运用时间戳做订阅者的ID
        this.callBack = fn;     //订阅消息发送改变时->订阅者执行的回调函数     
    }
    add(dep) {                  //将订阅者放入dep订阅池
       dep.subs.push(this);
    }
    update() {                  //将订阅者更新方法
        var cb = this.callBack; //赋值为了不改变函数内调用的this
        cb(this.name);          
    }
}

重新封装history方法，并添加addHistoryListener方法以支持自定义监听。


const addHistoryMethod= (function(){
 var historyDep = new Dep()// 创建订阅池
 return function (name){
  if(name==='historyChange'){
   var event = new Watch(name,fn);
   Dep.watch = evnet;
   historyDep.defind();//增加订阅者
   Dep.watch = null;
  }else if(name==='pushState'||name==='replaceState'){
   var method = history[name];
   return function(){
    method.apply(history,argumnets)
    historyDep.notify();
   }
  }
 }
})()
window.addHistoryListener = addHistoryMethod('historyChange')
history.pushState =  addHistoryMethod('pushState');
history.replaceState =  addHistoryMethod('replaceState');

封装完成后的测试用例如下：


window.addHistoryListener('history',function(){
 console.log('窗口history改变了')
})
window.addHistoryListerer('history',function(){
 console.log('窗口history改变，我也听到了')// 可绑定多个监听事件
 console.log(history.state)
})
history.pushState({foo：bar}, 'title', '/car')

获取当前状态

页面加载时，可能会存在一个非null的状态对象。这种情况可能发生，例如：页面通过pushState()或replaceState()设置了状态对象，随后用户重启了浏览器。此时，页面重新加载时会触发onload事件，但不会触发popstate事件。然而，如果读取history.state属性，你将获得与触发popstate事件时相同的状态对象。

你可以直接读取当前历史记录项的状态对象state，而无需等待popstate事件，只需使用history.state属性即可：


let currentState = history.state;

对比分析

pushState	replaceState
会在当前页面创建并激活新的历史记录，点击返回按钮会返回到之前的url	会修改当前的历史记录，按回退按钮，会跳过被修改的url

总结

History API是实现无刷新路由的有效方式，特别适用于单页面应用开发，有助于保障系统体验的稳定性。然而，原生History API不监听pushState和replaceState的行为，仅监听go、back、forward等操作。为解决这一问题，我们可以采用订阅发布模式，利用Dep和Watch对pushState和replaceState进行重新封装。在调用这些方法后，会自动触发notify方法，并增加addHistoryListener方法用于添加监听回调（即订阅者）。

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