php __autoload使用

PHP在魔术函数__autoload()方法出现以前,如果你要在一个程序文件中实例化100个对象,那么你必须用include或者require包含进来100个类文件,或者你把这100个类定义在同一个类文件中——相信这个文件一定会非常大。但是__autoload()方法出来了,以后就不必为此大伤脑筋了,这个类会在你实例化对象之前自动加载制定的文件。

PHP autoload机制详解
(1) autoload机制概述
在使用PHP的OO模式开发系统时,通常大家习惯上将每个类的实现都存放在一个单独的文件里,这样会很容易实现对类进行复用,同时将来维护时也很便利。这
也是OO设计的基本思想之一。在PHP5之前,如果需要使用一个类,只需要直接使用include/require将其包含进来即可。下面是一个实际的例
子:
复制代码 代码如下:
/* Person.class.php */

官方介绍:

1. autoload 机制概述

在使用PHP的OO模式开发系统时,通常大家习惯上将每个类的实现都存放在一个单独的文件里,这样会很容易实现对类进行复用,同时将来维护时也很便利。这也是OO设计的基本思想之一。在PHP5之前,如果需要使用一个类,只需要直接使用include/require将其包含进来即可。下面是一个实际的例子:

/* Person.class.php */
<?php
 class Person {
  var $name, $age;

  function __construct ($name, $age)
  {
   $this->name = $name;
   $this->age = $age;
  }
 }
?>

/* no_autoload.php */
<?php
 require_once (”Person.class.php”);

 $person = new Person(”Altair”, 6);
 var_dump ($person);
?>

在这个例子中,no-autoload.php文件需要使用Person类,它使用了require_once将其包含,然后就可以直接使用Person类来实例化一个对象。

但随着项目规模的不断扩大,使用这种方式会带来一些隐含的问题:如果一个PHP文件需要使用很多其它类,那么就需要很多的require/include语句,这样有可能会造成遗漏或者包含进不必要的类文件。如果大量的文件都需要使用其它的类,那么要保证每个文件都包含正确的类文件肯定是一个噩梦。

PHP5为这个问题提供了一个解决方案,这就是类的自动装载(autoload)机制。autoload机制可以使得PHP程序有可能在使用类时才自动包含类文件,而不是一开始就将所有的类文件include进来,这种机制也称为lazy
loading。

下面是使用autoload机制加载Person类的例子:

/* autoload.php */
<?php
 function __autoload($classname)
{
  $classpath="./".$classname.'.class.php';
  if(file_exists($classpath))
  {
    require_once($classpath);
  }
  else
  {
    echo 'class file'.$classpath.'not found!';
   }
}

 $person = new Person(”Altair”, 6);
 var_dump ($person);
 ?>

通常PHP5在使用一个类时,如果发现这个类没有加载,就会自动运行__autoload()函数,在这个函数中我们可以加载需要使用的类。在我们这个简单的例子中,我们直接将类名加上扩展名”.class.php”构成了类文件名,然后使用require_once将其加载。从这个例子中,我们可以看出autoload至少要做三件事情,第一件事是根据类名确定类文件名,第二件事是确定类文件所在的磁盘路径(在我们的例子是最简单的情况,类与调用它们的PHP程序文件在同一个文件夹下),第三件事是将类从磁盘文件中加载到系统中。第三步最简单,只需要使用include/require即可。要实现第一步,第二步的功能,必须在开发时约定类名与磁盘文件的映射方法,只有这样我们才能根据类名找到它对应的磁盘文件。

因此,当有大量的类文件要包含的时候,我们只要确定相应的规则,然后在__autoload()函数中,将类名与实际的磁盘文件对应起来,就可以实现lazy
loading的效果。从这里我们也可以看出__autoload()函数的实现中最重要的是类名与实际的磁盘文件映射规则的实现。

但现在问题来了,如果在一个系统的实现中,如果需要使用很多其它的类库,这些类库可能是由不同的开发人员编写的,其类名与实际的磁盘文件的映射规则不尽相同。这时如果要实现类库文件的自动加载,就必须在__autoload()函数中将所有的映射规则全部实现,这样的话__autoload()函数有可能会非常复杂,甚至无法实现。最后可能会导致__autoload()函数十分臃肿,这时即便能够实现,也会给将来的维护和系统效率带来很大的负面影响。在这种情况下,难道就没有更简单清晰的解决办法了吧?答案当然是:NO!
在看进一步的解决方法之前,我们先来看一下PHP中的autoload机制是如何实现的。

class Person {
var $name, $age;
function __construct ($name, $age)
{
$this->name = $name;
$this->age = $age;
}
}
?>
/* no_autoload.php */

void __autoload ( string $class )

2. PHP 的 autoload 机制的实现

我们知道,PHP文件的执行分为两个独立的过程,第一步是将PHP文件编译成普通称之为OPCODE的字节码序列(实际上是编译成一个叫做zend_op_array的字节数组),第二步是由一个虚拟机来执行这些OPCODE。PHP的所有行为都是由这些OPCODE来实现的。因此,为了研究PHP中autoload的实现机制,我们将autoload.php文件编译成opcode,然后根据这些OPCODE来研究PHP在这过程中都做了些什么:

/* autoload.php 编译后的OPCODE列表,是使用作者开发的OPDUMP工具
     * 生成的结果,可以到网站 http://www.phpinternals.com/ 下载该软件。
     */
    1: <?php
    2:  // require_once (”Person.php”);
    3:  
    4:  function __autoload ($classname) {
            0  NOP                
            0  RECV                1
    5:   if (!class_exists($classname)) {
            1  SEND_VAR            !0
            2  DO_FCALL            ‘class_exists’ [extval:1]
            3  BOOL_NOT            $0 =>RES[~1]     
            4  JMPZ                ~1, ->8
    6:    require_once ($classname. “.class.php”);
            5  CONCAT              !0, ‘.class.php’ =>RES[~2]     
            6  INCLUDE_OR_EVAL     ~2, REQUIRE_ONCE
    7:   }
            7  JMP                 ->8
    8:  }
            8  RETURN              null
    9:  
   10:  $p = new Person(’Fred’, 35);
            1  FETCH_CLASS         ‘Person’ =>RES[:0]     
            2  NEW                 :0 =>RES[$1]     
            3  SEND_VAL            ‘Fred’
            4  SEND_VAL            35
            5  DO_FCALL_BY_NAME     [extval:2]
            6  ASSIGN              !0, $1
   11:  
   12:  var_dump ($p);
            7  SEND_VAR            !0
            8  DO_FCALL            ‘var_dump’ [extval:1]
   13: ?>

在autoload.php的第10行代码中我们需要为类Person实例化一个对象。因此autoload机制一定会在该行编译后的opcode中有所体现。从上面的第10行代码生成的OPCODE中我们知道,在实例化对象Person时,首先要执行FETCH_CLASS指令。我们就从PHP对FETCH_CLASS指令的处理过程开始我们的探索之旅。

通过查阅PHP的源代码(我使用的是PHP 5.3alpha2版本)可以发现如下的调用序列:

ZEND_VM_HANDLER(109, ZEND_FETCH_CLASS, …) (zend_vm_def.h 1864行)
 => zend_fetch_class (zend_execute_API.c 1434行)
  =>zend_lookup_class_ex (zend_execute_API.c 964行)
   => zend_call_function(&fcall_info, &fcall_cache) (zend_execute_API.c 1040行)

在最后一步的调用之前,我们先看一下调用时的关键参数:

/* 设置autoload_function变量值为”__autoload” */
 fcall_info.function_name = &autoload_function;  // Ooops, 终于发现”__autoload”了
 …
 fcall_cache.function_handler = EG(autoload_func); // autoload_func !

zend_call_function是Zend
Engine中最重要的函数之一,其主要功能是执行用户在PHP程序中自定义的函数或者PHP本身的库函数。zend_call_function有两个重要的指针形参数fcall_info,
fcall_cache,它们分别指向两个重要的结构,一个是zend_fcall_info,
另一个是zend_fcall_info_cache。zend_call_function主要工作流程如下:如果fcall_cache.function_handler指针为NULL,则尝试查找函数名为fcall_info.function_name的函数,如果存在的话,则执行之;如果fcall_cache.function_handler不为NULL,则直接执行fcall_cache.function_handler指向的函数。

现在我们清楚了,PHP在实例化一个对象时(实际上在实现接口,使用类常数或类中的静态变量,调用类中的静态方法时都会如此),首先会在系统中查找该类(或接口)是否存在,如果不存在的话就尝试使用autoload机制来加载该类。而autoload机制的主要执行过程为:

  1. 检查执行器全局变量函数指针autoload_func是否为NULL。
  2. 如果autoload_func==NULL,
    则查找系统中是否定义有__autoload()函数,如果没有,则报告错误并退出。
  3. 如果定义了__autoload()函数,则执行__autoload()尝试加载类,并返回加载结果。
  4. 如果autoload_func不为NULL,则直接执行autoload_func指针指向的函数用来加载类。注意此时并不检查__autoload()函数是否定义。

真相终于大白,PHP提供了两种方法来实现自动装载机制,一种我们前面已经提到过,是使用用户定义的__autoload()函数,这通常在PHP源程序中来实现;另外一种就是设计一个函数,将autoload_func指针指向它,这通常使用C语言在PHP扩展中实现。如果既实现了__autoload()函数,又实现了autoload_func(将autoload_func指向某一PHP函数),那么只执行autoload_func函数。

require_once (”Person.class.php”);
$person = new Person(”Altair”, 6);
var_dump ($person);
?>

你可以通过定义这个函数来启用类的自动加载。

3. SPL autoload 机制的实现

SPL是Standard PHP
Library(标准PHP库)的缩写。它是PHP5引入的一个扩展库,其主要功能包括autoload机制的实现及包括各种Iterator接口或类。SPL
autoload机制的实现是通过将函数指针autoload_func指向自己实现的具有自动装载功能的函数来实现的。SPL有两个不同的函数spl_autoload,
spl_autoload_call,通过将autoload_func指向这两个不同的函数地址来实现不同的自动加载机制。

spl_autoload是SPL实现的默认的自动加载函数,它的功能比较简单。它可以接收两个参数,第一个参数是$class_name,表示类名,第二个参数$file_extensions是可选的,表示类文件的扩展名,可以在$file_extensions中指定多个扩展名,护展名之间用分号隔开即可;如果不指定的话,它将使用默认的扩展名.inc或.php。spl_autoload首先将$class_name变为小写,然后在所有的include
path中搜索$class_name.inc或$class_name.php文件(如果不指定$file_extensions参数的话),如果找到,就加载该类文件。你可以手动使用spl_autoload(”Person”,
“.class.php”)来加载Person类。实际上,它跟require/include差不多,不同的它可以指定多个扩展名。

怎样让spl_autoload自动起作用呢,也就是将autoload_func指向spl_autoload?答案是使用spl_autoload_register函数。在PHP脚本中第一次调用spl_autoload_register()时不使用任何参数,就可以将autoload_func指向spl_autoload。

通过上面的说明我们知道,spl_autoload的功能比较简单,而且它是在SPL扩展中实现的,我们无法扩充它的功能。如果想实现自己的更灵活的自动加载机制怎么办呢?这时,spl_autoload_call函数闪亮登场了。

我们先看一下spl_autoload_call的实现有何奇妙之处。在SPL模块内部,有一个全局变量autoload_functions,它本质上是一个HashTable,不过我们可以将其简单的看作一个链表,链表中的每一个元素都是一个函数指针,指向一个具有自动加载类功能的函数。spl_autoload_call本身的实现很简单,只是简单的按顺序执行这个链表中每个函数,在每个函数执行完成后都判断一次需要的类是否已经加载,如果加载成功就直接返回,不再继续执行链表中的其它函数。如果这个链表中所有的函数都执行完成后类还没有加载,spl_autoload_call就直接退出,并不向用户报告错误。因此,使用了autoload机制,并不能保证类就一定能正确的自动加载,关键还是要看你的自动加载函数如何实现。

那么自动加载函数链表autoload_functions是谁来维护呢?就是前面提到的spl_autoload_register函数。它可以将用户定义的自动加载函数注册到这个链表中,并将autoload_func函数指针指向spl_autoload_call函数(注意有一种情况例外,具体是哪种情况留给大家思考)。我们也可以通过spl_autoload_unregister函数将已经注册的函数从autoload_functions链表中删除。

上节说过,当autoload_func指针非空时,就不会自动执行__autoload()函数了,现在autoload_func已经指向了spl_autoload_call,如果我们还想让__autoload()函数起作用应该怎么办呢?当然还是使用spl_autoload_register(__autoload)调用将它注册到autoload_functions链表中。

现在回到第一节最后的问题,我们有了解决方案:根据每个类库不同的命名机制实现各自的自动加载函数,然后使用spl_autoload_register分别将其注册到SPL自动加载函数队列中就可了。这样我们就不用维护一个非常复杂的__autoload函数了。

在这个例子中,no-autoload.php文件需要使用Person类,它使用了require_once将其包含,然后就可以直接使用Person类来实例化一个对象。

转载一篇文章;

4. autoload 效率问题及对策

使用autoload机制时,很多人的第一反应就是使用autoload会降低系统效率,甚至有人干脆提议为了效率不要使用autoload。在我们了解了autoload实现的原理后,我们知道autoload机制本身并不是影响系统效率的原因,甚至它还有可能提高系统效率,因为它不会将不需要的类加载到系统中。

那么为什么很多人都有一个使用autoload会降低系统效率的印象呢?实际上,影响autoload机制效率本身恰恰是用户设计的自动加载函数。如果它不能高效的将类名与实际的磁盘文件(注意,这里指实际的磁盘文件,而不仅仅是文件名)对应起来,系统将不得不做大量的文件是否存在(需要在每个include
path中包含的路径中去寻找)的判断,而判断文件是否存在需要做磁盘I/O操作,众所周知磁盘I/O操作的效率很低,因此这才是使得autoload机制效率降低的罪魁祸首!

因此,我们在系统设计时,需要定义一套清晰的将类名与实际磁盘文件映射的机制。这个规则越简单越明确,autoload机制的效率就越高。

结论:autoload机制并不是天然的效率低下,只有滥用autoload,设计不好的自动装载函数才会导致其效率的降低。


随着项目规模的不断扩大,使用这种方式会带来一些隐含的问题:如果一个PHP文件需要使用很多其它类,那么就需要很多的require/include语
句,这样有可能会造成遗漏或者包含进不必要的类文件。如果大量的文件都需要使用其它的类,那么要保证每个文件都包含正确的类文件肯定是一个噩梦。

PHP autoload机制详解

(1) autoload机制概述
 
 在使用PHP的OO模式开发系统时,通常大家习惯上将每个类的实现都存放在一个单独的文件里,这样会很容易实现对类进行复用,同时将来维护时也很便利。这也是OO设计的基本思想之一。在PHP5之前,如果需要使用一个类,只需要直接使用include/require将其包含进来即可。下面是一个实际的例子:

/* Person.class.php */
<?php
 class Person {
  var $name, $age;
  
  function __construct ($name, $age)
  {
   $this->name = $name;
   $this->age = $age;
  }
 }
?>

/* no_autoload.php */
<?php
 require_once (”Person.class.php”);
 
 $person = new Person(”Altair”, 6);
 var_dump ($person);
?>

在这个例子中,no-autoload.php文件需要使用Person类,它使用了require_once将其包含,然后就可以直接使用Person类来实例化一个对象。

但随着项目规模的不断扩大,使用这种方式会带来一些隐含的问题:如果一个PHP文件需要使用很多其它类,那么就需要很多的require/include语句,这样有可能会造成遗漏或者包含进不必要的类文件。如果大量的文件都需要使用其它的类,那么要保证每个文件都包含正确的类文件肯定是一个噩梦。

PHP5为这个问题提供了一个解决方案,这就是类的自动装载(autoload)机制。autoload机制可以使得PHP程序有可能在使用类时才自动包含类文件,而不是一开始就将所有的类文件include进来,这种机制也称为lazy
loading。

下面是使用autoload机制加载Person类的例子:

/* autoload.php */
<?php
 function __autoload($classname) {
  require_once ($classname . “.class.php”);
 }
 
 $person = new Person(”Altair”, 6);
 var_dump ($person);
 ?>
 (autoload函数写在哪里都可以,如我写在var_dump后面也正常)
 通常PHP5在使用一个类时,如果发现这个类没有加载,就会自动运行__autoload()函数,在这个函数中我们可以加载需要使用的类。在我们这个简单的例子中,我们直接将类名加上扩展名”.class.php”构成了类文件名,然后使用require_once将其加载。从这个例子中,我们可以看出autoload至少要做三件事情,第一件事是根据类名确定类文件名,第二件事是确定类文件所在的磁盘路径(在我们的例子是最简单的情况,类与调用它们的PHP程序文件在同一个文件夹下),第三件事是将类从磁盘文件中加载到系统中。第三步最简单,只需要使用include/require即可。要实现第一步,第二步的功能,必须在开发时约定类名与磁盘文件的映射方法,只有这样我们才能根据类名找到它对应的磁盘文件。

 因此,当有大量的类文件要包含的时候,我们只要确定相应的规则,然后在__autoload()函数中,将类名与实际的磁盘文件对应起来,就可以实现lazy
loading的效果。从这里我们也可以看出__autoload()函数的实现中最重要的是类名与实际的磁盘文件映射规则的实现。
 
 但现在问题来了,如果在一个系统的实现中,如果需要使用很多其它的类库,这些类库可能是由不同的开发人员编写的,其类名与实际的磁盘文件的映射规则不尽相同。这时如果要实现类库文件的自动加载,就必须在__autoload()函数中将所有的映射规则全部实现,这样的话__autoload()函数有可能会非常复杂,甚至无法实现。最后可能会导致__autoload()函数十分臃肿,这时即便能够实现,也会给将来的维护和系统效率带来很大的负面影响。在这种情况下,难道就没有更简单清晰的解决办法了吧?答案当然是:NO!
在看进一步的解决方法之前,我们先来看一下PHP中的autoload机制是如何实现的。

(2) PHP的autoload机制的实现

 我们知道,PHP文件的执行分为两个独立的过程,第一步是将PHP文件编译成普通称之为OPCODE的字节码序列(实际上是编译成一个叫做zend_op_array的字节数组),第二步是由一个虚拟机来执行这些OPCODE。PHP的所有行为都是由这些OPCODE来实现的。因此,为了研究PHP中autoload的实现机制,我们将autoload.php文件编译成opcode,然后根据这些OPCODE来研究PHP在这过程中都做了些什么:

 /* autoload.php 编译后的OPCODE列表,是使用作者开发的OPDUMP工具
     *
生成的结果,可以到网站  下载该软件。
     */
    1: <?php
    2:  // require_once (”Person.php”);
    3:  
    4:  function __autoload ($classname) {
            0  NOP                
            0  RECV                1
    5:   if (!class_exists($classname)) {
            1  SEND_VAR            !0
            2  DO_FCALL            ‘class_exists’ [extval:1]
            3  BOOL_NOT            $0 =>RES[~1]     
            4  JMPZ                ~1, ->8
    6:    require_once ($classname. “.class.php”);
            5  CONCAT              !0, ‘.class.php’
=>RES[~2]     
            6  INCLUDE_OR_EVAL     ~2, REQUIRE_ONCE
    7:   }
            7  JMP                 ->8
    8:  }
            8  RETURN              null
    9:  
   10:  $p = new Person(’Fred’, 35);
            1  FETCH_CLASS         ‘Person’ =>RES[:0]     
            2  NEW                 :0 =>RES[$1]     
            3  SEND_VAL            ‘Fred’
            4  SEND_VAL            35
            5  DO_FCALL_BY_NAME     [extval:2]
            6  ASSIGN              !0, $1
   11:  
   12:  var_dump ($p);
            7  SEND_VAR            !0
            8  DO_FCALL            ‘var_dump’ [extval:1]
   13: ?>

 在autoload.php的第10行代码中我们需要为类Person实例化一个对象。因此autoload机制一定会在该行编译后的opcode中有所体现。从上面的第10行代码生成的OPCODE中我们知道,在实例化对象Person时,首先要执行FETCH_CLASS指令。我们就从PHP对FETCH_CLASS指令的处理过程开始我们的探索之旅。

通过查阅PHP的源代码(我使用的是PHP 5.3alpha2版本)可以发现如下的调用序列:

ZEND_VM_HANDLER(109, ZEND_FETCH_CLASS, …) (zend_vm_def.h 1864行)
 => zend_fetch_class (zend_execute_API.c 1434行)
  =>zend_lookup_class_ex (zend_execute_API.c 964行)
   => zend_call_function(&fcall_info, &fcall_cache)
(zend_execute_API.c 1040行)

 在最后一步的调用之前,我们先看一下调用时的关键参数:

 /* 设置autoload_function变量值为”__autoload” */
 fcall_info.function_name = &autoload_function;  // Ooops,
终于发现”__autoload”了
 …
 fcall_cache.function_handler = EG(autoload_func); // autoload_func
!

 zend_call_function是Zend
Engine中最重要的函数之一,其主要功能是执行用户在PHP程序中自定义的函数或者PHP本身的库函数。zend_call_function有两个重要的指针形参数fcall_info,
fcall_cache,它们分别指向两个重要的结构,一个是zend_fcall_info,
另一个是zend_fcall_info_cache。zend_call_function主要工作流程如下:如果fcall_cache.function_handler指针为NULL,则尝试查找函数名为fcall_info.function_name的函数,如果存在的话,则执行之;如果fcall_cache.function_handler不为NULL,则直接执行fcall_cache.function_handler指向的函数。

 现在我们清楚了,PHP在实例化一个对象时(实际上在实现接口,使用类常数或类中的静态变量,调用类中的静态方法时都会如此),首先会在系统中查找该类(或接口)是否存在,如果不存在的话就尝试使用autoload机制来加载该类。而autoload机制的主要执行过程为:

(1) 检查执行器全局变量函数指针autoload_func是否为NULL。
(2) 如果autoload_func==NULL,
则查找系统中是否定义有__autoload()函数,如果没有,则报告错误并退出。
(3) 如果定义了__autoload()函数,则执行__autoload()尝试加载类,并返回加载结果。
(4) 如果autoload_func不为NULL,则直接执行autoload_func指针指向的函数用来加载类。注意此时并不检查__autoload()函数是否定义。

 真相终于大白,PHP提供了两种方法来实现自动装载机制,一种我们前面已经提到过,是使用用户定义的__autoload()函数,这通常在PHP源程序中来实现;另外一种就是设计一个函数,将autoload_func指针指向它,这通常使用C语言在PHP扩展中实现。如果既实现了__autoload()函数,又实现了autoload_func(将autoload_func指向某一PHP函数),那么只执行autoload_func函数。

(3) SPL autoload机制的实现

 SPL是Standard PHP
Library(标准PHP库)的缩写。它是PHP5引入的一个扩展库,其主要功能包括autoload机制的实现及包括各种Iterator接口或类。SPL
autoload机制的实现是通过将函数指针autoload_func指向自己实现的具有自动装载功能的函数来实现的。SPL有两个不同的函数spl_autoload,
spl_autoload_call,通过将autoload_func指向这两个不同的函数地址来实现不同的自动加载机制。

 spl_autoload是SPL实现的默认的自动加载函数,它的功能比较简单。它可以接收两个参数,第一个参数是$class_name,表示类名,第二个参数$file_extensions是可选的,表示类文件的扩展名,可以在$file_extensions中指定多个扩展名,护展名之间用分号隔开即可;如果不指定的话,它将使用默认的扩展名.inc或.php。spl_autoload首先将$class_name变为小写,然后在所有的include
path中搜索$class_name.inc或$class_name.php文件(如果不指定$file_extensions参数的话),如果找到,就加载该类文件。你可以手动使用spl_autoload(”Person”,
“.class.php”)来加载Person类。实际上,它跟require/include差不多,不同的它可以指定多个扩展名。

 怎样让spl_autoload自动起作用呢,也就是将autoload_func指向spl_autoload?答案是使用spl_autoload_register函数。在PHP脚本中第一次调用spl_autoload_register()时不使用任何参数,就可以将autoload_func指向spl_autoload。

 通过上面的说明我们知道,spl_autoload的功能比较简单,而且它是在SPL扩展中实现的,我们无法扩充它的功能。如果想实现自己的更灵活的自动加载机制怎么办呢?这时,spl_autoload_call函数闪亮登场了。

 我们先看一下spl_autoload_call的实现有何奇妙之处。在SPL模块内部,有一个全局变量autoload_functions,它本质上是一个HashTable,不过我们可以将其简单的看作一个链表,链表中的每一个元素都是一个函数指针,指向一个具有自动加载类功能的函数。spl_autoload_call本身的实现很简单,只是简单的按顺序执行这个链表中每个函数,在每个函数执行完成后都判断一次需要的类是否已经加载,如果加载成功就直接返回,不再继续执行链表中的其它函数。如果这个链表中所有的函数都执行完成后类还没有加载,spl_autoload_call就直接退出,并不向用户报告错误。因此,使用了autoload机制,并不能保证类就一定能正确的自动加载,关键还是要看你的自动加载函数如何实现。

 那么自动加载函数链表autoload_functions是谁来维护呢?就是前面提到的spl_autoload_register函数。它可以将用户定义的自动加载函数注册到这个链表中,并将autoload_func函数指针指向spl_autoload_call函数(注意有一种情况例外,具体是哪种情况留给大家思考)。我们也可以通过spl_autoload_unregister函数将已经注册的函数从autoload_functions链表中删除。

 上节说过,当autoload_func指针非空时,就不会自动执行__autoload()函数了,现在autoload_func已经指向了spl_autoload_call,如果我们还想让__autoload()函数起作用应该怎么办呢?当然还是使用spl_autoload_register(__autoload)调用将它注册到autoload_functions链表中。

 现在回到第一节最后的问题,我们有了解决方案:根据每个类库不同的命名机制实现各自的自动加载函数,然后使用spl_autoload_register分别将其注册到SPL自动加载函数队列中就可了。这样我们就不用维护一个非常复杂的__autoload函数了。

(4) autoload效率问题及对策

 使用autoload机制时,很多人的第一反应就是使用autoload会降低系统效率,甚至有人干脆提议为了效率不要使用autoload。在我们了解了autoload实现的原理后,我们知道autoload机制本身并不是影响系统效率的原因,甚至它还有可能提高系统效率,因为它不会将不需要的类加载到系统中。
 
 那么为什么很多人都有一个使用autoload会降低系统效率的印象呢?实际上,影响autoload机制效率本身恰恰是用户设计的自动加载函数。如果它不能高效的将类名与实际的磁盘文件(注意,这里指实际的磁盘文件,而不仅仅是文件名)对应起来,系统将不得不做大量的文件是否存在(需要在每个include
path中包含的路径中去寻找)的判断,而判断文件是否存在需要做磁盘I/O操作,众所周知磁盘I/O操作的效率很低,因此这才是使得autoload机制效率降低的罪魁祸首!

 因此,我们在系统设计时,需要定义一套清晰的将类名与实际磁盘文件映射的机制。这个规则越简单越明确,autoload机制的效率就越高。

 结论:autoload机制并不是天然的效率低下,只有滥用autoload,设计不好的自动装载函数才会导致其效率的降低。

转自:

另一篇:

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为什么要使用 Autoload

在PHP中使用类时,我们必须在使用前加载进来,不管是通过 require 的方式还是
include 的方式,但是会有两个问题影响我们做出加载的决定。

首先是不知道这个类文件存放在什么地方,另外一个就是不知道什么时候需要用到这个文件。特别是项目文件特别多时,不可能每个文件都在开始的部分写很长一串的
require ….

在PHP5之后,我们可以通过 __autoload来解决这个问题。
而且在PHP5.1之后,还提供了 spl_autoload_register() 来提供更完善的加载机制。

通过阅读了 Autoloading in PHP 这篇文章,我理解的 Autoload
的加载机制,当通过 new 来实例化一个类时,PHP会通过定义的__autoload
函数加载相应的文件,如果这个类文件使用了 extends 或者 implements
需要用到其他的类文件,php会重新运行 autoload
去进行类文件的查找和加载,如果发生了两次对同一类文件的请求,就会报错。原文作者提供了三个很有趣的例子来说明这个问题,可以通过 这里 下载源码查看。

一般情况下,有很多种方法来解决加载时到相应位置查找文件的方法。用的最多的就是指定特定的命名标准。

Zend的方法

zend推荐了一种最流行的办法,在文件名中包含路径。例如下面的例子:

// Main.class

function __autoload($class_name) { 
    $path = str_replace(‘_’, DIRECTORY_SEPARATOR, $class_name); 
    require_once $path.’.php’; 
}

 

$temp = new Main_Super_Class(); 

所有的下划线都会被替换成路径中的分隔符,上例中就会去
Main/Super/Class.php文件

这种方法的缺点是在编码过程中,我们必须明确的知道代码文件应当所处的位置,而且由于

将文件路径硬编码在了类名中,如果需要修改文件夹的结构时,我们必须手工修改所有的类名。

‘Include All’方法

如果是在一个开发环境中,并且对于速度不是很在意的话,使用这个方法是非常方便的。通过将所有类文件放在一个或几个特定文件夹中,然后通过遍历的方式查找加载。

例如:

<?php 
  $arr = array ( 
    ‘Project/Classes’, 
    ‘Project/Classes/Children’, 
    ‘Project/Interfaces’ 
  );

  foreach($arr as $dir) { 
    $dir_list = opendir($dir);

    while ($file = readdir($dir_list)) { 
      $path = $dir.DIRECTORY_SEPARATOR.$file; 
      if(in_array($file, array(‘.’, ‘..’)) || is_dir($path)) 
        continue;

      if (strpos($file, “.class.php”)) 
        require_once $path; 
    } 
  } 
?>

 

关联文件和位置

另外一个方法是在类文件和他的位置之间建立关联的配置文件,例如:

// configuration.php 
array_of_associations = array( 
  ‘MainSuperClass’ = ‘C:/Main/Super/Class.php’, 
  ‘MainPoorClass’ = ‘C:/blablabla/gy.php’ 
);

调用的文件

<?php 
  require ‘autoload_generated.php’;

  function __autoload($className) { 
    global $autoload_list; 
    require_once $autoload_list[$className]; 
  }

  $x = new A(); 
?>

当然,如果文件特别多的时候,维护起来会是一件麻烦事,但是与在类名中硬编码位置,哪个更好呢?
🙂

我们当然不希望手工来维护这个列表,那么可以使用自动生成这个文件来实现,这个对应关系的文件可以是phpxmljson等等。原文的作者实现了一个这样的工具,仔细考虑一下的话,这个不是很难实现,原文作者甚至发展了一个小型的
Autoload 框架,值得学习。

 

 

参考资料:

1、Autoloading in PHP

2、Autoloading Classes 
3、Autoload problem with static variables 
4、Class autoloades earlier when using APC

5、PHP AutoLoad Best Practices


PHP5为这个问题提供了一个解决方案,这就是类的自动装载(autoload)机制。autoload机制可以使得PHP程序有可能在使用类时才自动包含类文件,而不是一开始就将所有的类文件include进来,这种机制也称为lazy
loading。
下面是使用autoload机制加载Person类的例子: 复制代码 代码如下:
/* autoload.php */

PHP的autoload自动加载机制使用说明

在PHP开发过程中,如果希望从外部引入一个class,通常会使用include和require方法,去把定义这个class的文件包含进来,但是这样可能会使得在引用文件的新脚本中,存在大量的include或require方法调用,如果一时疏忽遗漏则会产生错误,使得代码难以维护。

自PHP5后,引入了__autoload这个拦截器方法,可以自动对class文件进行包含引用,通常我们会这么写: 

 代码如下:

function __autoload($className) { 
include_once $className . ‘.class.php’; 

$user = new User(); 

当PHP引擎试图实例化一个未知类的操作时,会调用__autoload()方法,在PHP出错失败前有了最后一个机会加载所需的类。因此,上面的这段代码执行时,PHP引擎实际上替我们自动执行了一次__autoload方法,将User.class.php这个文件包含进来。 

在__autoload函数中抛出的异常不能被catch语句块捕获并导致致命错误。 

如果使用 PHP的CLI交互模式时,自动加载机制将不会执行。 

当你希望使用PEAR风格的命名规则,例如需要引入User/Register.php文件,也可以这么实现: 

代码如下:

//加载我 
function __autoload($className) { 
$file = str_replace(‘_’, DIRECTORY_SEPARATOR, $className); 
include_once $file . ‘php’; 

$userRegister = new User_Register(); 

这种方法虽然方便,但是在一个大型应用中如果引入多个类库的时候,可能会因为不同类库的autoload机制而产生一些莫名其妙的问题。在PHP5引入SPL标准库后,我们又多了一种新的解决方案,spl_autoload_register()函数。 

此函数的功能就是把函数注册至SPL的__autoload函数栈中,并移除系统默认的__autoload()函数。一旦调用spl_autoload_register()函数,当调用未定义类时,系统会按顺序调用注册到spl_autoload_register()函数的所有函数,而不是自动调用__autoload()函数,下例调用的是User/Register.php而不是User_Register.class.php: 

代码如下:

//不加载我 
function __autoload($className) { 
include_once $className . ‘.class.php’; 

//加载我 
function autoload($className) { 
$file = str_replace(‘/’, DIRECTORY_SEPARATOR, $className); 
include_once $file . ‘.php’; 

//开始加载 
spl_autoload_register(‘autoload’); 
$userRegister = new User_Register(); 

在使用spl_autoload_register()的时候,我们还可以考虑采用一种更安全的初始化调用方法,参考如下: 

 代码如下:

//系统默认__autoload函数 
function __autoload($className) { 
include_once $className . ‘.class.php’; 

//可供SPL加载的__autoload函数 
function autoload($className) { 
$file = str_replace(‘_’, DIRECTORY_SEPARATOR, $className); 
include_once $file . ‘.php’; 

//不小心加载错了函数名,同时又把默认__autoload机制给取消了……囧 
spl_autoload_register(‘_autoload’, false); 
//容错机制 
if(false === spl_autoload_functions()) { 
if(function_exists(‘__autoload’)) { 
spl_autoload_register(‘__autoload’, false); 

奇技淫巧:在Unix/Linux环境下,如果你有多个规模较小的类,为了管理方便,都写在一个php文件中的时候,可以通过以ln
-s命令做软链接的方式快速分发成多个不同类名的拷贝,再通过autoload机制进行加载。


function __autoload($classname) {
require_once ($classname . “class.php”);
}
$person = new Person(”Altair”, 6);
var_dump ($person);
?>

通常PHP5在使用一个类时,如果发现这个类没有加载,就会自动运行__autoload()函数,在这个函数中我们可以加载需要使用的类。在我们这个简
单的例子中,我们直接将类名加上扩展名”
title=”扩展名”>扩展名”.class.php”构成了类文件名,然后使用require_once将其加载。从这个例子中,我们可以看出
autoload至少要做三件事情,第一件事是根据类名确定类文件名,第二件事是确定类文件所在的磁盘路径(在我们的例子是最简单的情况,类与调用它们的
PHP程序文件在同一个文件夹下),第三件事是将类从磁盘文件中加载到系统中。第三步最简单,只需要使用include/require即可。要实现第一
步,第二步的功能,必须在开发时约定类名与磁盘文件的映射方法,只有这样我们才能根据类名找到它对应的磁盘文件。

因此,当有大量的类文件要包含的时候,我们只要确定相应的规则,然后在__autoload()函数中,将类名与实际的磁盘文件对应起来,就可以实现
lazy
loading的效果。从这里我们也可以看出__autoload()函数的实现中最重要的是类名与实际的磁盘文件映射规则的实现。

但现在问题来了,如果在一个系统的实现中,如果需要使用很多其它的类库,这些类库可能是由不同的开发人员编写的,其类名与实际的磁盘文件的映射规则不尽相
同。这时如果要实现类库文件的自动加载,就必须在__autoload()函数中将所有的映射规则全部实现,这样的话__autoload()函数有可能
会非常复杂,甚至无法实现。最后可能会导致__autoload()函数十分臃肿,这时即便能够实现,也会给将来的维护和系统效率带来很大的负面影响。在
这种情况下,难道就没有更简单清晰的解决办法了吧?答案当然是:NO!
在看进一步的解决方法之前,我们先来看一下PHP中的autoload机制是如何实现的。

(2) PHP的autoload机制的实现
们知道,PHP文件的执行分为两个独立的过程,第一步是将PHP文件编译成普通称之为OPCODE的字节码序列(实际上是编译成一个叫做
zend_op_array的字节数组),第二步是由一个虚拟机来执行这些OPCODE。PHP的所有行为都是由这些OPCODE来实现的。因此,为了研
究PHP中autoload的实现机制,我们将autoload.php文件编译成opcode,然后根据这些OPCODE来研究PHP在这过程中都做了
些什么:
/* autoload.php 编译后的OPCODE列表,是使用作者开发的OPDUMP工具
*/
复制代码 代码如下:
 

 // require_once (”Person.php”);

 function __autoload ($classname) {
0 NOP               
0 RECV                1
    if (!class_exists($classname)) {
1 SEND_VAR            !0
2 DO_FCALL            ‘class_exists’ [extval:1]
3 BOOL_NOT            $0 =>RES[~1]    
4 JMPZ                ~1, ->8
     require_once ($classname. “.class.php”);
5 CONCAT              !0, ‘.class.php’ =>RES[~2]    
6 INCLUDE_OR_EVAL     ~2, REQUIRE_ONCE
    }
7 JMP                 ->8
 }
8 RETURN              null

 $p = new Person(‘Fred’, 35);
1 FETCH_CLASS         ‘Person’ =>RES[:0]    
2 NEW                 :0 =>RES[$1]    
3 SEND_VAL            ‘Fred’
4 SEND_VAL            35
5 DO_FCALL_BY_NAME     [extval:2]
6 ASSIGN              !0, $1

 var_dump ($p);
7 SEND_VAR            !0
8 DO_FCALL            ‘var_dump’ [extval:1]
 ?>


autoload.php的第10行代码中我们需要为类Person实例化一个对象。因此autoload机制一定会在该行编译后的opcode中有所体
现。从上面的第10行代码生成的OPCODE中我们知道,在实例化对象Person时,首先要执行FETCH_CLASS指令。我们就从PHP对
FETCH_CLASS指令的处理过程开始我们的探索之旅。
通过查阅PHP的源代码(我使用的是PHP
5.3alpha2版本)可以发现如下的调用序列:
ZEND_VM_HANDLER(109, ZEND_FETCH_CLASS, …) (zend_vm_def.h 1864行)
=> zend_fetch_class (zend_execute_API.c 1434行)
=>zend_lookup_class_ex (zend_execute_API.c 964行)
=> zend_call_function(&fcall_info, &fcall_cache)
(zend_execute_API.c 1040行)
在最后一步的调用之前,我们先看一下调用时的关键参数: /* 设置autoload_function变量值为”__autoload” */
fcall_info.function_name = &autoload_function;   // Ooops,
终于发现”__autoload”了

fcall_cache.function_handler = EG(autoload_func); // autoload_func
!
zend_call_function 是Zend
Engine中最重要的函数之一,其主要功能是执行用户在PHP程序中自定义的函数或者PHP本身的库函数。zend_call_function有两个
重要的指针形参数fcall_info,
fcall_cache,它们分别指向两个重要的结构,一个是zend_fcall_info,
另一个是zend_fcall_info_cache。zend_call_function主要工作流程如下:如果
fcall_cache.function_handler指针为NULL,则尝试查找函数名为fcall_info.function_name的函
数,如果存在的话,则执行之;如果fcall_cache.function_handler不为NULL,则直接执行
fcall_cache.function_handler指向的函数。

现在我们清楚了,PHP在实例化一个
对象时(实际上在实现接口,使用类常数或类中的静态变量,调用类中的静态方法时都会如此),首先会在系统中查找该类(或接口)是否存在,如果不存在的话就
尝试使用autoload机制来加载该类。而autoload机制的主要执行过程为:
(1) 检查执行器全局变量函数指针autoload_func是否为NULL。
(2) 如果autoload_func==NULL,
则查找系统中是否定义有__autoload()函数,如果没有,则报告错误并退出。
(3)
如果定义了__autoload()函数,则执行__autoload()尝试加载类,并返回加载结果。
(4)
如果autoload_func不为NULL,则直接执行autoload_func指针指向的函数用来加载类。注意此时并不检查__autoload()函数是否定义。

相终于大白,PHP提供了两种方法来实现自动装载机制,一种我们前面已经提到过,是使用用户定义的__autoload()函数,这通常在PHP源程序中
来实现;另外一种就是设计一个函数,将autoload_func指针指向它,这通常使用C语言在PHP扩展中实现。如果既实现了
__autoload()函数,又实现了autoload_func(将autoload_func指向某一PHP函数),那么只执行
autoload_func函数。

(3) SPL autoload机制的实现
SPL 是Standard PHP
Library(标准PHP库)的缩写。它是PHP5引入的一个扩展库,其主要功能包括autoload机制的实现及包括各种Iterator接口或类。
SPL
autoload机制的实现是通过将函数指针autoload_func指向自己实现的具有自动装载功能的函数来实现的。SPL有两个不同的函数
spl_autoload,
spl_autoload_call,通过将autoload_func指向这两个不同的函数地址来实现不同的自动加载机制。

spl_autoload
是SPL实现的默认的自动加载函数,它的功能比较简单。它可以接收两个参数,第一个参数是$class_name,表示类名,第二个参
数$file_extensions是可选的,表示类文件的扩展名”
title=”扩展名”>扩展名,可以在$file_extensions中指定多个扩展名”
title=”扩展名”>扩展名,护展名之间用分号隔开即
可;如果不指定的话,它将使用默认的扩展名”
title=”扩展名”>扩展名.inc或.php。spl_autoload首先将$class_name变为小写,然后在所有的
include
path中搜索$class_name.inc或$class_name.php文件(如果不指定$file_extensions参数的话),如果找
到,就加载该类文件。你可以手动使用spl_autoload(”Person”,
“.class.php”)来加载Person类。实际上,它跟require/include差不多,不同的它可以指定多个扩展名”
title=”扩展名”>扩展名。


样让spl_autoload自动起作用呢,也就是将autoload_func指向spl_autoload?答案是使用
spl_autoload_register函数。在PHP脚本中第一次调用spl_autoload_register()时不使用任何参数,就可以将
autoload_func指向spl_autoload。

通过上面的说明我们知道,spl_autoload的功能比较简单,而且它是在SPL扩展中实现的,我们无法扩充它的功能。如果想实现自己的更灵活的自动加载机制怎么办呢?这时,spl_autoload_call函数闪亮登场了。

们先看一下spl_autoload_call的实现有何奇妙之处。在SPL模块内部,有一个全局变量autoload_functions,它本质上是
一个HashTable,不过我们可以将其简单的看作一个链表,链表中的每一个元素都是一个函数指针,指向一个具有自动加载类功能的函数。
spl_autoload_call本身的实现很简单,只是简单的按顺序执行这个链表中每个函数,在每个函数执行完成后都判断一次需要的类是否已经加载,
如果加载成功就直接返回,不再继续执行链表中的其它函数。如果这个链表中所有的函数都执行完成后类还没有加载,spl_autoload_call就直接
退出,并不向用户报告错误。因此,使用了autoload机制,并不能保证类就一定能正确的自动加载,关键还是要看你的自动加载函数如何实现。


么自动加载函数链表autoload_functions是谁来维护呢?就是前面提到的spl_autoload_register函数。它可以将用户定
义的自动加载函数注册到这个链表中,并将autoload_func函数指针指向spl_autoload_call函数(注意有一种情况例外,具体是哪
种情况留给大家思考)。我们也可以通过spl_autoload_unregister函数将已经注册的函数从autoload_functions链表
中删除。

上节说过,当autoload_func指针非空时,就不会自动执行__autoload()函数
了,现在autoload_func已经指向了spl_autoload_call,如果我们还想让__autoload()函数起作用应该怎么办呢?当
然还是使用spl_autoload_register(__autoload)调用将它注册到autoload_functions链表中。

现在回到第一节最后的问题,我们有了解决方案:根据每个类库不同的命名机制实现各自的自动加载函数,然后使用spl_autoload_register分别将其注册到SPL自动加载函数队列中就可了。这样我们就不用维护一个非常复杂的__autoload函数了。

(4) autoload效率问题及对策 使
用autoload机制时,很多人的第一反应就是使用autoload会降低系统效率,甚至有人干脆提议为了效率不要使用autoload。在我们了解了
autoload实现的原理后,我们知道autoload机制本身并不是影响系统效率的原因,甚至它还有可能提高系统效率,因为它不会将不需要的类加载到
系统中。

那么为什么很多人都有一个使用autoload会降低系统效率的印象呢?实际上,影响autoload机制效率本身恰恰是用户设计的自动加载函数。如果它
不能高效的将类名与实际的磁盘文件(注意,这里指实际的磁盘文件,而不仅仅是文件名)对应起来,系统将不得不做大量的文件是否存在(需要在每个
include
path中包含的路径中去寻找)的判断,而判断文件是否存在需要做磁盘I/O操作,众所周知磁盘I/O操作的效率很低,因此这才是使得autoload机
制效率降低的罪魁祸首!

因此,我们在系统设计时,需要定义一套清晰的将类名与实际磁盘文件映射的机制。这个规则越简单越明确,autoload机制的效率就越高。

结论:autoload机制并不是天然的效率低下,只有滥用autoload,设计不好的自动装载函数才会导致其效率的降低。

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