php面试题四之实现autoload

这篇文章介绍的内容是关于php面试题四之实现autoload，有着一定的参考价值，现在分享给大家，有需要的朋友可以参考一下

Yii框架宣称自己的类加载方式很高效，是真正的“用时加载”，那究竟特别在哪里？今天研究了一下源码，发现其实是在代码级加了一层“路径缓存”。

Yii2 的自动加载原理

我们知道，要实现自己的autoload方法，需要采用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::$classMap 中，保存了一个映射表。

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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