Воспользуйся библиотекой fast router:
https://github.com/nikic/FastRoute
Там в Usage секции представлен пример использования, который в целом подходит под представленные требования.
К тому же на 28.02.2018 это самый быстрый php роутер, который даже symfony к себе впилили)
для htaccess надо будет добавить:
Options -MultiViews
RewriteEngine On
RewriteCond %{REQUEST_FILENAME} !-f
RewriteRule ^(.*)$ index.php [QSA,L]