PHP教程系列4-按需加载的代码才有灵魂

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有一天产品经理给大家提了个需求，指着淘宝说，做个一样的，这个功能很简单，怎么实现我不管……
说时迟那时快，小明拿起键盘就是干。小明快速的封装了两个类，分别如下：

  1. TestA.php

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    <?php 
    class TestA{
        public function getDemo(){
            echo '淘宝首页';
        }
    }

  2. TestB.php

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    <?php 
    class TestB{
        public function getDemo(){
            echo '淘宝商品页';
        }
    }
    /****
    小明拿到需求后干劲十足，于是在代码中添加了一亿行注释
    什么渣渣需求，大爷不干了……
    什么渣渣需求，大爷不干了……
    什么渣渣需求，大爷不干了……
    *****/

    包含注释信息的TestB.php文件有1G，请自行粘贴复制将TestB.php文件弄成1G左右，下面会有惊喜。

然后创建一个index.php文件来调用这两个类。

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<?php
include("TestA.php");
include("TestB.php"); 

if(isset($_GET['type'])){
    if($_GET['type'] == 1){
        $a = new TestA();
    }else{
        $a = new TestB();
    }
    $a->getDemo();
}else{
    echo "页面不存在，请指访问 http://127.0.0.1:3000/index.php?type=1";
}

在当前目录下打开命令行，然后执行 php -S 127.0.0.1:3000 （启动PHP服务），再访问 http://127.0.0.1:3000/index.php?type=1 等你的页面加载完，你会打心里说一句“这么卡，PHP这语言真**”。

于是我们优化一下index.php的代码，让首页不那么卡，优化后的代码如下：

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<?php
if(isset($_GET['type'])){
    if($_GET['type'] == 1){
        include("TestA.php");
        $a = new TestA();
    }else{
        include("TestB.php");
        $a = new TestB();
    }
    $a->getDemo();
}else{
    echo "页面不存在，请指访问 http://127.0.0.1:3000/index.php?type=1";
}

这次再访问 http://127.0.0.1:3000/index.php?type=1 发现速度快了很多。

从上面这个简单的例子可以得出下面一些结论：

  1. PHP是解释型语言，每次执行时都需要加载文件、编译文件中的代码、最后执行。虽然注释不是代码，但也会被加载导致速度变慢。
  2. 硬盘的读取速度很慢，45M/秒左右。
  3. 按需加载能优化程序，因为不同请求要加载的类和文件是不一样的。

一. 解释型语言的优缺点

编程语言分为解释型语言和编译型语言，像c，golang就是编译型语言，需要build成可执行文件才能运行。像PHP，Python，JavaScript就是解释型语言，可以理解为需要实时编译（解释）再执行。

作为解释型语言，PHP最大的优点有如下几个：

  1. 不关注变量类型，解释器会自己推算出变量类型。定义变量很轻松，很大程度的提升了编程速度。比如定义了 $a = 1000; 之后执行 $a = 12.11; 和 $a = "abc"; 程序都能正常执行，开发人员不用关心变量是int、float、char。
  2. 热更新，代码修改了之后是实时生效的，不用重启服务器。
  3. 自带很多实用的扩展，常用的时间处理，字符串处理，文件处理，数据库读写等等，真正的开箱即用。
  4. 容易上手，也导致很多人只注重功能实现不注重代码质量。

作为解释型语言，PHP最大的缺点如下：

  1. 有很多历史包袱，年纪太大的锅。
  2. 函数命名不规范，怎么开心怎么来的节奏，今天小驼峰明天匈牙利。
  3. 缺少好用的包管理器和依赖管理方案，安装扩展很麻烦。
  4. 只能用于Web开发，其他领域不实用。也算是优点吧（专一）

二. 硬盘读取速度的局限

任何编程语言，在项目代码多了之后都会遇到硬盘读取速度的瓶颈，很多编程语言设计之初就引入了包管理的概念，比如C++ 的 using namespace std; 比如 golang的 import "fmt" Python的 import re。通过合理的对包做管理，就能解决由于项目文件太大导致用户请求变慢的问题，很少有哪个请求或者方法需要将所有包代码都加载到内存中。

如果一个资源文件的大小是100K，400个用户同时发起请求就是40M。这个时候硬盘的瓶颈就出来了，通常我们会将文件放入到内存中，内存的读取速度在10G/秒左右，100K的文件支持10万用户同时获取。理论上是这样，但网卡不一定承受的住，现在大部分网卡还是千M网卡，扛不住10G/秒的请求。有兴趣的朋友可以看看PHP教程系列3-写PHP程序前必须知道的5点信息。

三. 按需加载要解决哪些问题

还是之前的例子，小明封装的文件越来越多，新加一个文件就写一条 include 语句，淘宝网有几万个页面，难道要写几万个include？我们需要再优化一下代码，让程序变的智能一点，别写太多include。优化后的代码如下：

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<?php
function autoload($className)
{
    $fileName = $className. '.php';
    include $fileName;
}
spl_autoload_register('autoload');

if(isset($_GET['type'])){
    if($_GET['type'] == 1){
        $a = new TestA();
    }else{
        $a = new TestB();
    }
    $a->getDemo();
}else{
    echo "页面不存在，请指访问 http://127.0.0.1:3000/index.php?type=1";
}

我们去掉了之前的include语句，通过 spl_autoload_register() 函数来实现按需加载，这个函数的含义是如果当前找不到类名，就去指定的目录查找。通过 spl_autoload_register() 方法我们把 include 去掉了，这时候再新建TestC.php ，TestD.php 都不需要再通过 include 引入。大大的节省了编程时间，简单的实现了按需加载。

不过上面的方法有个问题，如果我需要引入小芳的代码库，小芳代码库的文件名并不等于类名，例如文件名是TestC.class.php类名是TestC。我们就没法通过类名加载到指定的文件了。如果小芳也有一个TestA.php文件，和小明的冲突了怎么办？

为了解决上面这两个问题，PHP5.3引入namespace命名空间的概念，PHP5.3之前的版本是不支持命名空间的。命名空间的引入，主要就是为了优化包管理，按需加载等问题。官方指定了PSR-0和PSR-4两个自动加载规范，其中PSR-0已经被弃用。现在PSR-4应用最广泛，通过Composer一句命令就实现。PHP官方制定了很多编码规范，主要是防止一些PHP程序员瞎写代码。具体规范地址看这里 https://www.php-fig.org/psr/

  1. PSR-0 早期版本的按需加载规范

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    <?php

    function autoload($className)
    {
        $className = ltrim($className, '\\');
        $fileName  = '';
        $namespace = '';
        if ($lastNsPos = strrpos($className, '\\')) {
            $namespace = substr($className, 0, $lastNsPos);
            $className = substr($className, $lastNsPos + 1);
            $fileName  = str_replace('\\', DIRECTORY_SEPARATOR, $namespace) . DIRECTORY_SEPARATOR;
        }
        $fileName .= str_replace('_', DIRECTORY_SEPARATOR, $className) . '.php';

        require $fileName;
    }
    spl_autoload_register('autoload');

  2. PSR-4 最新版本的按需加载规范

    PSR-4可通过composer实现（理论上所有PSR标准都能通过composer命令来自动实现）。composer.json信息如下：

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    {
        "name": "lesliexiong/php-server",
        "description": "server",
        "authors": [
            {
                "name": "layne",
                "email": "layne.xfl@gmail.com"
            }
        ],
        "require": {
            "php": ">=5.4.0"
        },
        "autoload": {
            "psr-4":{
                "Layne\\Taobao\\": "src/"
            }
        }
    }

    然后将 TestA.php 和 TestB.php 放到src目录下,最后执行composer install，所有按需加载的代码会自动生成。之后任何人都可以访问封装好的TestA.php 和 TestB.php。像Yii2，Laravel5这种上万个源代码文件的项目就是使用Composer做管理并共享组件。下一章我将详细说说composer的使用。

四. 写在最后

为了解决按需加载、命名冲突、包管理这些问题，我们引出了命名空间和PSR标准，这些标准都来之不易，每一位PHPer都应该掌握。代码千万行，注释第一行，编码无标准，家人两行泪。