PHP 面接の質問 4: 自動ロードの実装
- 不言オリジナル
- 2018-04-18 09:40:563248ブラウズ
この記事の内容は、PHP インタビューの質問 4 での自動ロードの実装に関するものです。必要な友人はそれを参照できるように共有します。
Yii フレームワークはそのクラスのロードを主張しています。この方法は非常に効率的です。それは 実際の「ロード時間」 です。何がそんなに特別なのでしょうか?今日ソースコードを調べたところ、コードレベルで実際に 「パスキャッシュ」 の層が追加されていることがわかりました。
Yii2 のオートロード原理
独自のオートロード メソッドを実装するには、spl_autoload_register() 関数を使用して spl_autoload_register()函数注册一个autoload方法，Yii注册的这个方法是YiiBase::autoload()，稍后再讲解这个方法的逻辑。另外，Yii一般都用Yii::import($pathAlias, $forceInclude=false)来加载相应的类（这个方法直接调用了YiiBase::import() ），这个方法配合YiiBase::autoload()就能实现“用时加载”了。
先说import的大致逻辑：
1、检查self::$_imports数组是否存在相应的$pathAlias，如果有说明已经加载过了，直接返回类名或者目录名；否则继续第2步；
2、根据路径别名获得实际的路径名，并根据路径别名最后一部分是否是“*”可以知道要加载的路径别名是否是一个文件，如果是文件，去第3步；否则去第4步；
3、如果是$forceInclude是true，则立即require这个文件，并在$_imports数组中增加一项$alias => $className；否则在数组$classMap中缓存一项$className => $realPath；
4、对于路径，会在数组$_includePaths中缓存这个路径，并且在$_imports数组中增加一项$alias => $realPath；
5、结束。
因为$forceInclude默认都为false，所以import不会立即加载相应的类，等到使用时才真正加载，这是YiiBase::autoload的工作。
autoload的大致逻辑：
1、检查类名是否已缓存在$classMap或$_coreClasses数组中，如果是则直接require相应的文件路径，$_coreClasses是框架自有类的映射表；否则去第2步；
2、检测YiiBase::$enableIncludePath是否为false，如果是则去第3步，否则直接include($className . '.php')
3、遍历$includePaths数组，将目录名拼接上类名，检查是否为合法的php文件，如果是则include，然后跳出循环
4、结束。
需要注意的是，文档指出：如果要与其他类库一起使用，必须将$enableIncludePath置为false，以便在Yii::autoload()失败时，其他类库的autoload方法有机会执行。
//$enableIncludePath 是否要依靠PHP包含路径到自动加载类文件。默认为true. 如果你的宿主环境不允许你改变PHP包含路径，可以设置为false, 或者你想添加另外的自动加载器到默认的Yii 自动加载器.
官方描述文档
在Yii中，所有类、接口、Traits都可以使用类的自动加载机制实现在调用前自动加载。Yii借助了PHP的类自动加载机制高效实现了类的定位、导入，这一机制兼容 PSR-4 的标准。在Yii中，类仅在调用时才会被加载，特别是核心类，其定位非常快，这也是Yii高效高性能的一个重要体现。
自动加载机制的实现
Yii的类自动加载，依赖于PHP的 spl_autoload_register() ， 注册一个自己的自动加载函数（autoloader），并插入到自动加载函数栈的最前面，确保Yii的autoloader会被最先调用。
类自动加载的这个机制的引入要从入口文件 index.php 开始说起:
<?php defined('YII_DEBUG') or define('YII_DEBUG', false); defined('YII_ENV') or define('YII_ENV', 'prod'); // 这个是第三方的 autoloaderrequire(__DIR__ . '/../../vendor/autoload.php'); // 这个是Yii的Autoloader，放在最后面，确保其插入的autoloader会放在最前面 require(__DIR__ . '/../../vendor/yiisoft/yii2/Yii.php'); // 后面不应再有 autoloader了require(__DIR__ . '/../../common/config/aliases.php'); $config = yii\helpers\ArrayHelper::merge( require(__DIR__ . '/../../common/config/main.php'), require(__DIR__ . '/../../common/config/main-local.php'), require(__DIR__ . '/../config/main.php'), require(__DIR__ . '/../config/main-local.php') ); $application = new yii\web\Application($config); $application->run();
这个文件主要看点在于第三方autoloader与Yii 实现的autoloader的顺序。不管第三方的代码是如何使用 spl_autoload_register() 来注册自己的autoloader的，只要Yii 的代码在最后面，就可以确保其可以将自己的autoloader插入到整个autoloder 栈的最前面，从而在需要时最先被调用。
接下来，看看Yii是如何调用 spl_autoload_register() 注册autoloader的， 这要看 Yii.php 里发生了些什么:
<?php
require(__DIR__ . '/BaseYii.php');
class Yii extends \yii\BaseYii{}
// 重点看这个
spl_autoload_registerspl_autoload_register(['Yii', 'autoload'], true, true);
// 下面的语句读取了一个映射表
Yii::$classMap = include(__DIR__ . '/classes.php');
Yii::$container = new yii\di\Container;这段代码，调用了 spl_autoload_register(['Yii', 'autoload', true, true]) ，将 Yii::autoload() 作为autoloader插入到栈的最前面了。并将 classes.php 读取到 Yii::$classMapautoload メソッド
Yii::import($pathAlias, $forceInclude=false) を使用して、対応するクラスをロードします (このメソッドは YiiBase::import() を直接呼び出します)。 、このメソッドを YiiBase::autoload() と一緒に使用すると、「時間のかかる読み込み」を実現できます。 🎜🎜🎜まずインポートの一般的なロジックについて説明します。 🎜 1.
self::$_imports 配列に対応する $pathAlias が含まれているかどうかを確認します。説明がある場合は、クラス名またはディレクトリ名を直接返します。そうでない場合は、ステップ 2 に進みます。パス エイリアスに従って、🎜実際のパス名🎜 を取得します。パス エイリアスの最後の部分が "*" かどうか🎜 ロードされたパス エイリアスがファイルであるかどうか。ファイルの場合はステップ 3 に進み、それ以外の場合はステップ 4 に進みます。
3. $forceInclude が true の場合、ファイルをすぐに要求し、
$_imports 配列に項目 $alias =>$className; を追加します。それ以外の場合は、項目をキャッシュします。 配列 <code>$classMap $className => $realPath; 4. パスの場合、このパスは配列
$_includePaths と <code>$_imports 配列に項目 $alias => $realPath を追加します。 5.
$
forceInclude はデフォルトで false であるため、import は対応するクラスをすぐにはロードせず、実際には使用されるまでロードしません。これは YiiBase::autoloadコード > 動作します。 🎜🎜🎜自動ロードの一般的なロジック: 🎜 <br>1. クラス名が <code>$classMap 配列または $_coreClasses 配列にキャッシュされているかどうかを確認します。対応するファイル パスが直接必要な場合、$_coreClasses はフレームワーク独自のクラスのマッピング テーブルです。それ以外の場合は、ステップ 2 に進みます。YiiBase::$enableIncludePath が false の場合は、手順 3 に進みます。それ以外の場合は、直接 <code>include($className . '.php') を実行します。 3.
$includePaths をスキャンします。配列してディレクトリ名を連結します クラス名を入力し、それが正当な php ファイルであるかどうかを確認し、そうである場合はそれを含めて、ループから抜け出します。4.
ドキュメントには次のように記載されていることに注意してください: 他のクラス ライブラリで使用したい場合は、
$enableIncludePath を false に設定して、Yii::autoload() で失敗すると、他のクラス ライブラリの autoload メソッドが実行される可能性があります。 //
$enableIncludePath クラス ファイルを自動的にロードするために PHP インクルード パスに依存するかどうか。デフォルトは true です。ホスティング環境で PHP インクルード パスを変更できない場合、またはデフォルトの Yii オートローダーに別のオートローダーを追加したい場合は、これを false に設定できます。クラス、インターフェイス、およびトレイトは、クラスの自動ロード メカニズムを使用して、呼び出す前に自動的にロードできます。 Yii は PHP の自動クラスロードメカニズムを使用して、クラスの配置とインポートを効率的に実装します。このメカニズムは PSR-4 標準と互換性があります。 Yii では、クラス、特にコアクラスは呼び出されたときにのみロードされ、非常に迅速に配置されます。これは、Yii の高効率と高性能の重要な現れでもあります。 🎜🎜自動ロードメカニズムの実装Yii の自動クラスロードは、PHP の spl_autoload_register() に依存しています。独自の自動ロード関数 (autoloader) を登録し、Yii の自動ロード関数スタックの先頭に挿入します。 autoloader が最初に呼び出されます。 🎜🎜自動クラスローディングのこのメカニズムの導入は、エントリファイルindex.phpから始まります: 🎜
return [ 'yii\base\Action' => YII2_PATH . '/base/Action.php', 'yii\base\ActionEvent' => YII2_PATH . '/base/ActionEvent.php', ... ... 'yii\widgets\PjaxAsset' => YII2_PATH . '/widgets/PjaxAsset.php', 'yii\widgets\Spaceless' => YII2_PATH . '/widgets/Spaceless.php', ];🎜このファイルの主なポイントは、サードパーティのオートローダーとYiiによって実装されたオートローダーの順序です。サードパーティコードが
spl_autoload_register() を使用して独自のオートローダーを登録する方法に関係なく、Yii コードが最後にある限り、Yii コードの先頭に独自のオートローダーを確実に挿入できます。 autoloder スタック全体。したがって、必要なときに最初に呼び出されます。 🎜🎜次に、Yii が spl_autoload_register() を呼び出してオートローダーを登録する方法を見てみましょう。これは Yii.php で何が起こるかによって異なります。 🎜public static function autoload($className){
if (isset(static::$classMap[$className])) {
$classFile = static::$classMap[$className]; if ($classFile[0] === '@') { $classFile = static::getAlias($classFile);
}
} elseif (strpos($className, '\') !== false) {
$classFile = static::getAlias('@' . str_replace('\', '/', $className) . '.php', false);
if ($classFile === false || !is_file($classFile)) { return;
}
} else {
return;
}
include($classFile);
if (YII_DEBUG && !class_exists($className, false) &&
!interface_exists($className, false) && !trait_exists($className, false)) {
throw new UnknownClassException(
"Unable to find '$className' in file: $classFile. Namespace missing?"
);
}
}🎜 このコードは spl_autoload_register (['Yii', 'autoload', true, true])、Yii::autoload() を autoloader としてスタックの先頭に挿入します。そして、classes.php を Yii::$classMap に読み込み、マッピング テーブルを保存します。 🎜在上面的代码中，Yii类是里面没有任何代码，并未对 BaseYii::autoload() 进行重载，所以，这个 spl_autoload_register() 实际上将 BaseYii::autoload() 注册为autoloader。如果，你要实现自己的autoloader，可以在 Yii 类的代码中，对 autoload() 进行重载。
在调用 spl_autoload_register() 进行autoloader注册之后，Yii将 calsses.php 这个文件作为一个映射表保存到 Yii::$classMap 当中。这个映射表，保存了一系列的类名与其所在PHP文件的映射关系，比如:
return [ 'yii\base\Action' => YII2_PATH . '/base/Action.php', 'yii\base\ActionEvent' => YII2_PATH . '/base/ActionEvent.php', ... ... 'yii\widgets\PjaxAsset' => YII2_PATH . '/widgets/PjaxAsset.php', 'yii\widgets\Spaceless' => YII2_PATH . '/widgets/Spaceless.php', ];
这个映射表以类名为键，以实际类文件为值，Yii所有的核心类都已经写入到这个 classes.php 文件中，所以，核心类的加载是最便捷，最快的。现在，来看看这个关键先生 BaseYii::autoload()
public static function autoload($className){
if (isset(static::$classMap[$className])) {
$classFile = static::$classMap[$className]; if ($classFile[0] === '@') { $classFile = static::getAlias($classFile);
}
} elseif (strpos($className, '\\') !== false) {
$classFile = static::getAlias('@' . str_replace('\\', '/', $className) . '.php', false);
if ($classFile === false || !is_file($classFile)) { return;
}
} else {
return;
}
include($classFile);
if (YII_DEBUG && !class_exists($className, false) &&
!interface_exists($className, false) && !trait_exists($className, false)) {
throw new UnknownClassException(
"Unable to find '$className' in file: $classFile. Namespace missing?"
);
}
}从这段代码来看Yii类自动加载机制的运作原理：
检查 $classMap[$className] 看看是否在映射表中已经有拟加载类的位置信息；
如果有，再看看这个位置信息是不是一个路径别名，即是不是以 @ 打头， 是的话，将路径别名解析成实际路径。 如果映射表中的位置信息并非一个路径别名，那么将这个路径作为类文件的所在位置。 类文件的完整路径保存在 $classFile ；
如果 $classMap[$className] 没有该类的信息， 那么，看看这个类名中是否含有 \ ， 如果没有，说明这是一个不符合规范要求的类名，autoloader直接返回。 PHP会尝试使用其他已经注册的autoloader进行加载。 如果有 \ ，认为这个类名符合规范，将其转换成路径形式。 即所有的 \ 用 / 替换，并加上 .php 的后缀。
将替换后的类名，加上 @ 前缀，作为一个路径别名，进行解析。 从别名的解析过程我们知道，如果根别名不存在，将会抛出异常。 所以，类的命名，必须以有效的根别名打头:
// 有效的类名，因为@yii是一个已经预定义好的别名use yii\base\Application;// 无效的类名，因为没有 @foo 或 @foo/bar 的根别名，要提前定义好use foo\bar\SomeClass;
使用PHP的 include() 将类文件加载进来，实现类的加载。
从其运作原理看，最快找到类的方式是使用映射表。 其次，Yii中所有的类名，除了符合规范外，还需要提前注册有效的根别名。
运用自动加载机制
在入口脚本中，除了Yii自己的autoloader，还有一个第三方的autoloader:
require(__DIR__ . '/../../vendor/autoload.php');
这个其实是Composer提供的autoloader。Yii使用Composer来作为包依赖管理器，因此，建议保留Composer的autoloader，尽管Yii的autoloader也能自动加载使用Composer安装的第三方库、扩展等，而且更为高效。但考虑到毕竟是人家安装的，人家还有一套自己专门的规则，从维护性、兼容性、扩展性来考虑，建议保留Composer的autoloader。
如果还有其他的autoloader，一定要在Yii的autoloader注册之前完成注册，以保证Yii的autoloader总是最先被调用。
如果你有自己的autoloader，也可以不安装Yii的autoloaer，只是这样未必能有Yii的高效，且还需要遵循一套类似的类命名和加载的规则。就个人的经验而言，Yii的autoloader完全够用，没必要自己重复造轮子。
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