PHP性能优化利器:生成器 yield理解

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PHP 性能优化利器:生成器 yield 理解

一、优点

直接讲概念估计你听完还是一头雾水,所以我们先来说说优点,也许能勾起你的兴趣。那么生成器有哪些优点,如下:

  • 生成器会对 PHP 应用的性能有非常大的影响
  • PHP 代码运行时节省大量的内存
  • 比较适合计算大量的数据

那么,这些神奇的功能究竟是如何做到的?我们先来举个例子。

二、概念引入

首先,放下生成器概念的包袱,来看一个简单的 PHP 函数:

function createRange($number){$data = [];
    for($i=0;$i<$number;$i++){$data[] = time();}
    return $data;
}

这是一个非常常见的 PHP 函数,我们在处理一些数组的时候经常会使用。这里的代码也非常简单:

  1. 我们创建一个函数。
  2. 函数内包含一个 for 循环,我们循环的把当前时间放到 $data 里面
  3. for循环执行完毕,把 $data 返回出去。

下面没完,我们继续。我们再写一个函数,把这个函数的返回值循环打印出来:

$result = createRange(10); // 这里调用上面我们创建的函数
foreach($result as $value){sleep(1);// 这里停顿 1 秒,我们后续有用
    echo $value.'<br />';
}

我们在浏览器里面看一下运行结果:

PHP 性能优化利器:生成器 yield 理解

这里非常完美,没有任何问题。(当然 sleep(1) 效果你们看不出来)

三、思考一个问题

我们注意到,在调用函数 createRange 的时候给 $number 的传值是 10,一个很小的数字。假设,现在传递一个值10000000(1000 万)。

那么,在函数 createRange 里面,for循环就需要执行 1000 万次。且有 1000 万个值被放到 $data 里面,而 $data 数组在是被放在内存内。所以,在调用函数时候会占用大量内存。

这里,生成器就可以大显身手了。

四、创建生成器

我们直接修改代码,你们注意观察:

function createRange($number){for($i=0;$i<$number;$i++){yield time();
    }
}

看下这段和刚刚很像的代码,我们删除了数组 $data,而且也没有返回任何内容,而是在time() 之前使用了一个关键字yield

五、使用生成器

我们再运行一下第二段代码:

$result = createRange(10); // 这里调用上面我们创建的函数
foreach($result as $value){sleep(1);
    echo $value.'<br />';
}

PHP 性能优化利器:生成器 yield 理解

我们奇迹般的发现了,输出的值和第一次没有使用生成器的不一样。这里的值(时间戳)中间间隔了 1 秒。

这里的间隔一秒其实就是 sleep(1) 造成的后果。但是为什么第一次没有间隔?那是因为:

  • 未使用生成器时:createRange函数内的 for 循环结果被很快放到 $data 中,并且立即返回。所以,foreach循环的是一个固定的数组。
  • 使用生成器时:createRange的值不是一次性快速生成,而是依赖于 foreach 循环。foreach循环一次,for执行一次。

到这里,你应该对生成器有点儿头绪。

六、深入理解生成器

1. 代码剖析

下面我们来对于刚刚的代码进行剖析。

function createRange($number){for($i=0;$i<$number;$i++){yield time();
    }
}
$result = createRange(10); // 这里调用上面我们创建的函数
foreach($result as $value){sleep(1);
    echo $value.'<br />';
}

我们来还原一下代码执行过程。

  1. 首先调用 createRange 函数,传入参数 10,但是for 值执行了一次然后停止了,并且告诉 foreach 第一次循环可以用的值。
  2. foreach开始对 $result 循环,进来首先 sleep(1),然后开始使用for 给的一个值执行输出。
  3. foreach准备第二次循环,开始第二次循环之前,它向 for 循环又请求了一次。
  4. for循环于是又执行了一次,将生成的时间戳告诉foreach.
  5. foreach拿到第二个值,并且输出。由于 foreachsleep(1),所以,for循环延迟了 1 秒生成当前时间

所以,整个代码执行中,始终只有一个记录值参与循环,内存中也只有一条信息。

无论开始传入的 $number 有多大,由于并不会立即生成所有结果集,所以内存始终是一条循环的值。

2. 概念理解

到这里,你应该已经大概理解什么是生成器了。下面我们来说下生成器原理。

首先明确一个概念:生成器 yield 关键字不是返回值,他的专业术语叫产出值,只是生成一个值

那么代码中 foreach 循环的是什么?其实是 PHP 在使用生成器的时候,会返回一个 Generator 类的对象。foreach可以对该对象进行迭代,每一次迭代,PHP 会通过 Generator 实例计算出下一次需要迭代的值。这样 foreach 就知道下一次需要迭代的值了。

而且,在运行中 for 循环执行后,会立即停止。等待 foreach 下次循环时候再次和 for 索要下次的值的时候,for循环才会再执行一次,然后立即再次停止。直到不满足条件不执行结束。

七、实际开发应用

很多 PHP 开发者不了解生成器,其实主要是不了解应用领域。那么,生成器在实际开发中有哪些应用?

1. 读取超大文件

PHP 开发很多时候都要读取大文件,比如 csv 文件、text 文件,或者一些日志文件。这些文件如果很大,比如 5 个 G。这时,直接一次性把所有的内容读取到内存中计算不太现实。

这里生成器就可以派上用场啦。简单看个例子:读取 text 文件

PHP 性能优化利器:生成器 yield 理解

我们创建一个 text 文本文档,并在其中输入几行文字,示范读取。

<?php
header("content-type:text/html;charset=utf-8");
function readTxt(){
    # code...
    $handle = fopen("./test.txt", 'rb');

    while (feof($handle)===false) {
        # code...
        yield fgets($handle);
    }

    fclose($handle);
}

foreach (readTxt() as $key => $value) {
    # code...
    echo $value.'<br />';
}

PHP 性能优化利器:生成器 yield 理解

通过上图的输出结果我们可以看出代码完全正常。

但是,背后的代码执行规则却一点儿也不一样。使用生成器读取文件,第一次读取了第一行,第二次读取了第二行,以此类推,每次被加载到内存中的文字只有一行,大大的减小了内存的使用。

这样,即使读取上 G 的文本也不用担心,完全可以像读取很小文件一样编写代码。

原链接:https://segmentfault.com/a/1190000012334856

正文完
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