PHP で見落とされているパフォーマンス最適化ツール: ジェネレーター

この記事では、PHP で無視されているパフォーマンス最適化ツールであるジェネレーターの知識を共有します。お役に立てれば幸いです。 Python または他の言語で作業している場合は、ジェネレーターについてよく知っている必要があります。しかし、ジェネレータ機能が PHP 5.5.0 で導入された機能であるか、ジェネレータの機能があまり明確ではないため、多くの PHP 開発者はジェネレータ機能を知らないかもしれません。しかし、ジェネレーター機能は本当に便利です。

メリット

コンセプトについて直接話すと、聞いてもまだ混乱すると思いますので、最初にメリットについて話しましょう。おそらくそれがあなたの興味を引くでしょう。では、ジェネレーターの利点は次のとおりです:

• ジェネレーターは、PHP アプリケーションのパフォーマンスに大きな影響を与えます

• PHP コードの実行時に大量のメモリを節約します

• 大量のデータを計算する

では、これらの魔法の機能はどのように実現されるのでしょうか?まず例を挙げてみましょう。

概念の紹介

まず第一に、ジェネレーターの概念の重荷を置いて、単純な PHP 関数を見てみましょう:

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

これは、いくつかの配列を処理するときによく使用される、非常に一般的な PHP 関数です。ここのコードも非常に単純です:

1. 関数を作成します。

2. この関数には for ループが含まれています。現在の時刻を $data にループしますfor循环，我们循环的把当前时间放到$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.&#39;<br />';
}

我们在浏览器里面看一下运行结果：

这里非常完美，没有任何问题。（当然sleep(1)效果你们看不出来）

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。

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

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.&#39;<br />';
}

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。

深入理解生成器

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.&#39;<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foreach中sleep(1)，所以，for

for ループの実行が完了すると、 $data を返します。

🎜🎜まだ終わっていないので、続けましょう。別の関数を作成し、この関数の戻り値をループで出力しましょう: 🎜

<?php
header("content-type:text/html;charset=utf-8");
function readTxt()
{
    # code...
    $handle = fopen("./test.txt", &#39;rb&#39;);

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

    fclose($handle);
}

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

🎜 ブラウザで実行結果を見てみましょう: 🎜🎜🎜🎜これは完璧です、問題ありません。 (もちろん、sleep(1) の効果はわかりません) 🎜🎜質問について考えてみましょう🎜🎜関数 createRange を呼び出すときに、 を与えることに気付きました。 >$number は 10 で、非常に小さな数値です。ここで、値 <code>10000000 (1,000 万) を渡すとします。 🎜🎜次に、関数 createRange で、for ループを 1000 回実行する必要があります。そして、1000 個の値が $data に配置され、$data 配列がメモリに配置されます。したがって、関数を呼び出すときに多くのメモリが占​​有されます。 🎜🎜ここで発電機が活躍します。 🎜🎜ジェネレーターを作成します🎜🎜コードを直接変更します。注意してください: 🎜rrreee🎜このコードを見てください。今のものと非常によく似ています。配列 $data を削除しました。代わりに、キーワード yield が time() の前に使用されます🎜🎜ジェネレーターを使用します🎜🎜 2 番目のコードをもう一度実行しましょう:🎜rrreee🎜🎜🎜私たちは奇跡的にそれを見つけましたジェネレータを使用しない場合は、初回とは出力値が異なります。ここでの値（タイムスタンプ）は 1 秒ごとに区切られています。 🎜🎜ここでの 1 秒間隔は、実際には sleep(1) の結果です。しかし、なぜ最初はギャップがないのでしょうか？その理由: 🎜🎜🎜🎜ジェネレーターが使用されていない場合: createRange 関数の for ループの結果はすぐに $dataに配置されます。 > となり、すぐに戻ります。したがって、foreach は固定配列をループします。 🎜🎜🎜🎜ジェネレーターを使用する場合: createRange の値は一度に迅速に生成されず、foreach ループに依存します。 foreach は 1 回ループし、for は 1 回実行します。 🎜🎜🎜🎜この時点で、ジェネレーターについてある程度理解できたはずです。 🎜🎜ジェネレーターを詳しく理解する🎜

コード分析

🎜今すぐコードを分析してみましょう。 🎜rrreee🎜コード実行プロセスを復元しましょう。 🎜🎜🎜🎜最初に createRange 関数を呼び出し、パラメータ 10 を渡しますが、for 値は 1 回実行されてから停止し、 foreach最初のループで使用できる値。 🎜🎜🎜🎜foreach は $result のループを開始し、最初に sleep(1) に入り、次に for の使用を開始します。 code> 値を指定して出力を実行します。 🎜🎜🎜🎜foreach は、2 番目のループを開始する前に、for ループを再度リクエストします。 🎜🎜🎜🎜for ループが再度実行され、生成されたタイムスタンプが foreach に指示されます。🎜🎜🎜🎜foreach は 2 番目の値を取得しますそして出力します。 foreach の sleep(1) により、for ループは現在時刻を生成するために 1 秒遅れます🎜🎜🎜🎜つまり、全体コードが実行されている場合、ループに参加するレコード値は常に 1 つだけであり、メモリ内には情報が 1 つだけあります。 🎜

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。

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。

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？

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

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", &#39;rb&#39;);

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

    fclose($handle);
}

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

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。

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