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laravel框架原始碼分析(一)自動載入

一、前言

  使用php已有好幾年,laravel的使用也是有好長時間,但是一直對於框架原始碼的理解不深,原因很多,歸根到底還是php基礎不紮實,所以原始碼看起來也比較吃力。最近有時間,所以開啟第5、6遍的框架原始碼探索之旅,前面幾次都是看了一些就放棄,希望這次能夠看完。每一次看原始碼都會有新的收穫,因為框架用到的一些設計模式、高階特性,在平時的業務需求裡面根本用不到,或者說專案前期就把需要用到高階特性的地方都做好了,業務需求也就用到mvc。

  本文及後續的“laravel框架原始碼分析“文章都是基於laravel框架5.7.16版本。“自動載入”是laravel框架啟動後做的第一件事,這裡要求對__autolad()、spl_autoload()、spl_autoload_register()等方法至少有初步瞭解。

二、自動載入的分析

1、先看下框架入口檔案index.php: 

<?php

define('LARAVEL_START', microtime(true));

require __DIR__.'/../vendor/autoload.php';

... ... 

 

2、require 載入 autoload.php檔案:

<?php

require_once __DIR__ . '/composer/autoload_real.php';

return ComposerAutoloaderInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3::getLoader();

【備註】:

1)ComposerAutoloaderInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3 這個類是在 autoload_real.php 檔案中定義的

2)ComposerAutoloaderInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3 這個類名是由 ComposerAutoloaderInit 加上雜湊值組成,如果你在你的專案中開啟這個檔案,你會看到你檔案中這個雜湊值跟我這裡的不一樣,這個是正常的。

參考了網上的資料,這麼做可能原因是:如果直接用ComposerAutoloaderInit,因為是全域性的一個類,怕會被開發人員自己寫的一個同名的類給覆蓋導致報錯。這是從網上查來的資訊,也不確定是不是就是這個原因,這裡可以不需要深究。

 

3、來看下 autoload_real.php 檔案:

<?php

// autoload_real.php @generated by Composer

class ComposerAutoloaderInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3
{
    private static $loader;

    public static function loadClassLoader($class)
    {
        if ('Composer\Autoload\ClassLoader' === $class) {
            require __DIR__ . '/ClassLoader.php';
        }
    }

    public static function getLoader()
    {
        /*
         * 載入器最開始是null,後面例項化後是一個靜態變數會一直存在
         */
        if (null !== self::$loader) {
            return self::$loader;
        }

        /*
         * 註冊一個自動載入函式,就是本類鐘的 loadClassLoader 方法
         * 第二個引數為true表示註冊失敗的時候會丟擲異常
         * 第三個引數為true表示該自動載入函式是加入到佇列的頭部,自動載入函式是有很多的,可以認為是一個佇列,預設false值是往隊尾新增
         * 載入類的時候,會先從隊頭的自動載入函式去尋找類和例項化,這裡是true,就是作為第一個去執行的自動載入函式。
         */
        spl_autoload_register(array('ComposerAutoloaderInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3', 'loadClassLoader'), true, true);

        /*
         * 當前檔案中並沒有require下面這個ClassLoader類,那麼就剛好用到上面註冊的一個自動載入函式
         * 相當於是 require __DIR__ . '/ClassLoader.php'
         */
        self::$loader = $loader = new \Composer\Autoload\ClassLoader();

        /*
         * 註釋掉剛剛註冊的自動載入函式,因為這個自動載入函式只是對上面new的這個類有用。意思是當前類的自動載入函式對其他類不起作用,所以沒必要一直放在佇列中
         */
        spl_autoload_unregister(array('ComposerAutoloaderInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3', 'loadClassLoader'));

        /*
         * PHP_VERSION_ID 版本號,可以使用php artisan -V命令檢視,當前版本是5.7.16
         * HHVM_VERSION 是Facebook 的一個為php提高效能的一個開源專案,參考http://fex.baidu.com/blog/2014/03/hvvm-and-php
         * zend_loader_file_encoded 不清楚是啥東西
         *
         * $useStaticLoader 這個為true的話,是直接就載入autoload_static.php檔案,然後返回預定義的變數的值,比如files資訊,後續要預載入
         * 為false的話,會載入幾個php檔案,載入後的結果和直接載入autoload_statis.php的效果應該是一樣的
         * 就是說如果有autoload_static.php檔案,直接載入就好了,會更加快速
         * $useStaticLoader 就是根據條件來判斷是要靜態載入還是普通載入。兩者的結果是一致的。
         */
        $useStaticLoader = PHP_VERSION_ID >= 50600 && !defined('HHVM_VERSION') && (!function_exists('zend_loader_file_encoded') || !zend_loader_file_encoded());
        if ($useStaticLoader) {
            // 靜態載入
            require_once __DIR__ . '/autoload_static.php';
            /**
             * 返回files等資訊,是在ClassLoader.php中定義的屬性的值
             */
            call_user_func(\Composer\Autoload\ComposerStaticInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3::getInitializer($loader));
        } else {
            $map = require __DIR__ . '/autoload_namespaces.php';
            foreach ($map as $namespace => $path) {
                $loader->set($namespace, $path);
            }

            $map = require __DIR__ . '/autoload_psr4.php';
            foreach ($map as $namespace => $path) {
                $loader->setPsr4($namespace, $path);
            }

            $classMap = require __DIR__ . '/autoload_classmap.php';
            if ($classMap) {
                $loader->addClassMap($classMap);
            }
        }

        /*
         * 預載入loader
         */
        $loader->register(true);

        /*
         * 要預載入的檔案
         */
        if ($useStaticLoader) {
            $includeFiles = Composer\Autoload\ComposerStaticInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3::$files;
        } else {
            $includeFiles = require __DIR__ . '/autoload_files.php';
        }
        foreach ($includeFiles as $fileIdentifier => $file) {
            composerRequiref41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3($fileIdentifier, $file);
        }

        return $loader;
    }
}

/*
 * 預載入檔案
 */
function composerRequiref41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3($fileIdentifier, $file)
{
    if (empty($GLOBALS['__composer_autoload_files'][$fileIdentifier])) {
        require $file;

        $GLOBALS['__composer_autoload_files'][$fileIdentifier] = true;
    }
}

【備註】我在上面加了我的理解,原始碼裡面是沒這些中文註釋的。

【說明】:

1)在上面第2點裡面是return 類名::getLoader(),所以我們來看這個getLoader()方法

if (null !== self::$loader) {
	return self::$loader;
}

這裡是先判斷$loader靜態變數是否已經設定了,如果設定了的話,直接就返回了,不往下處理。一開始這個變數是null,所以會往下執行。

 

2)註冊自動載入函式

spl_autoload_register(array('ComposerAutoloaderInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3', 'loadClassLoader'), true, true);

這一行程式碼的意思是註冊一個自動載入函式,並且放在註冊函式佇列的第一位,如果註冊失敗則丟擲異常。這裡如果不能理解,請看下spl_autoload_register相關方法。

註冊的自動載入函式是array裡面的,也就是當前類裡面的 loadClassLoader 方法:

    public static function loadClassLoader($class)
    {
        if ('Composer\Autoload\ClassLoader' === $class) {
            require __DIR__ . '/ClassLoader.php';
        }
    }  

這裡的意思是如果new一個類的時候,找不到類定義的檔案,那麼會在autoload函式佇列裡面去找,比如這裡剛剛把loadClassLoader方法註冊為自動載入函式,而且是第一位。

 

3)例項化loader

self::$loader = $loader = new \Composer\Autoload\ClassLoader();

spl_autoload_unregister(array('ComposerAutoloaderInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3', 'loadClassLoader'));

第一行程式碼是new一個類,因為當前檔案並沒有直接require或者include,就是沒有載入該類的定義檔案,所以找不到該類,這個時候就從自動載入函式裡面去載入,看能否載入該類。

因為loadClassLoader這個自動載入函式是在佇列的第一位,所以先執行這個自動載入函式。從上面的程式碼看出,實際上就是 require __DIR__ . '/ClassLoader.php';

但是為何搞這麼複雜,不直接require,而是要通過註冊自動載入函式呢? 這個原因後續再說。

那麼第一行的意思就是require一個檔案,第二行程式碼是登出掉剛剛註冊的這個自動載入函式,因為這個自動載入函式只對本來有效,其他類不會用到,所以沒有必要一直放在佇列裡。

 

4)判斷是靜態載入檔案還是普通載入:

        /*
         * PHP_VERSION_ID 版本號,可以使用php artisan -V命令檢視,當前版本是5.7.16
         * HHVM_VERSION 是Facebook 的一個為php提高效能的一個開源專案,參考http://fex.baidu.com/blog/2014/03/hvvm-and-php
         * zend_loader_file_encoded 不清楚是啥東西
         *
         * $useStaticLoader 這個為true的話,是直接就載入autoload_static.php檔案,然後返回預定義的變數的值,比如files資訊,後續要預載入
         * 為false的話,會載入幾個php檔案,載入後的結果和直接載入autoload_statis.php的效果應該是一樣的
         * 就是說如果有autoload_static.php檔案,直接載入就好了,會更加快速
         * $useStaticLoader 就是根據條件來判斷是要靜態載入還是普通載入。兩者的結果是一致的。
         */
        $useStaticLoader = PHP_VERSION_ID >= 50600 && !defined('HHVM_VERSION') && (!function_exists('zend_loader_file_encoded') || !zend_loader_file_encoded());  

這裡是各種條件的判斷,$useStaticLoader為true則是靜態載入,為false則是普通載入。

 

5)靜態載入

require_once __DIR__ . '/autoload_static.php';
call_user_func(\Composer\Autoload\ComposerStaticInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3::getInitializer($loader));  

首先是載入autoload_static.php檔案,然後呼叫該檔案定義的類的getInitializer方法,並且把剛剛例項化的$loader作為引數傳遞過去。

來看下這個getInitializer方法:

    public static function getInitializer(ClassLoader $loader)
    {
        /*
         * Closure::bind 繫結一個匿名函式到一個物件,參考:http://php.net/manual/zh/closure.bind.php
         * Closure::bind 這個方法返回值就是繫結的這個匿名函式。這裡$loader是ClassLoader的一個例項
         * 為何以這種方式來設定$loader的屬性呢?原因是這幾個屬性都是private,而現在把匿名函式(bind中定義的匿名函式)繫結到
         * ClassLoader類,也就是$loader的一個方法,那麼就可以直接設定內部私有的屬性(成員變數)
         * 可以這麼理解:
         * 1)function A(ClassLoader $loader)
         * {
         *      $loader->屬性 = ....
         * }
         * 2) 繫結function A 到 ClassLoader類
         * 3) return A(); 那麼也就是這個時候,把$loader的各個成員屬性的值都設定了
         */
        return \Closure::bind(function () use ($loader) {
            $loader->prefixLengthsPsr4 = ComposerStaticInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3::$prefixLengthsPsr4;
            $loader->prefixDirsPsr4 = ComposerStaticInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3::$prefixDirsPsr4;
            $loader->fallbackDirsPsr4 = ComposerStaticInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3::$fallbackDirsPsr4;
            $loader->prefixesPsr0 = ComposerStaticInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3::$prefixesPsr0;
            $loader->classMap = ComposerStaticInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3::$classMap;
        }, null, ClassLoader::class);
    }  

這裡的意思是把autoload_static.php檔案中定義好的一些變數賦值給$loader物件。

 

6)普通載入

普通載入和靜態載入的過程不一樣,但是結果是一樣的,都是設定$loader的成員屬性。就不細說了。

 

7)預載入loader【重點】

$loader->register(true);  

 這個register的程式碼:

    public function register($prepend = false)
    {
        spl_autoload_register(array($this, 'loadClass'), true, $prepend);
    }  

這裡是註冊自動載入函式,loadClass方法:

    public function loadClass($class)
    {
        if ($file = $this->findFile($class)) {
            includeFile($file);

            return true;
        }
    }  

這個自動載入函式的功能就是去查詢檔案並且include檔案。就不往下細說了。

【備註】:

這裡是最重要的一個地方,以後所有new 一個類,或者需要載入類但是沒有require的時候,就會去呼叫這個自動載入函式然後include對應檔案。

 

8)設定要載入的檔案

     if ($useStaticLoader) {
            $includeFiles = Composer\Autoload\ComposerStaticInitf41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3::$files;
        } else {
            $includeFiles = require __DIR__ . '/autoload_files.php';
        }  

這裡是把要載入的檔案放入$includeFiles變數

 

9)載入檔案

foreach ($includeFiles as $fileIdentifier => $file) {
     composerRequiref41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3($fileIdentifier, $file);
}
/*
* 預載入檔案
*/
function composerRequiref41aabc2816e3446178e95b11b3e78f3($fileIdentifier, $file)
{
if (empty($GLOBALS['__composer_autoload_files'][$fileIdentifier])) {
require $file;

$GLOBALS['__composer_autoload_files'][$fileIdentifier] = true;
}
}

可以看到這裡就是去require檔案。

 

三、小結

在框架啟動後,會去設定自動載入函式,而且預載入了部分指定要載入的檔案。自動載入的好處是不需要到處去require檔案,用到的時候再require。另外就是如果類依賴其他類過多,每次都要require,也不好維護。

關於自動載入函式的說明先講到這裡,後續會有用到的地方再做解釋,先埋個伏筆。