PHP의 스트림

王林
풀어 주다: 2024-08-26 06:33:35
원래의
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Streams in PHP

로컬 파일, HTTP 요청 또는 압축 파일을 처리해야 했던 적이 있거나 스트림을 처리했지만... 실제로 알게 되었나요?

저는 이것이 PHP에서 가장 오해받는 개념 중 하나라고 생각합니다. 그 결과 기본적인 지식이 부족하여 버그가 많이 발생하는 것을 보았습니다.

이 기사에서는 스트림이 실제로 무엇인지, 스트림을 사용하는 방법을 설명하려고 합니다. 우리는 많은 예제와 함께 스트림 작업에 사용되는 많은 함수를 보게 될 것입니다. 그러나 어떤 방식으로든 모든 기능을 "다시 문서화"하려는 의도는 없습니다.

스트림이 무엇인지 알아보기 전에 먼저 리소스에 접근해야 합니다.

자원

리소스는 단순히 파일, 데이터베이스, 네트워크 또는 SSH 연결과 같은 외부 리소스에 대한 참조 또는 포인터입니다.

curl(curl_init()으로 생성됨), process(proc_open으로 생성됨), stream(fopen()과 같은 함수로 생성됨), opendir 등 여러 유형의 리소스가 있습니다.

스트림

스트림은 PHP가 일반적인 동작을 갖는 리소스 유형을 일반화하는 방식입니다. 즉, 리소스는 카세트 테이프처럼 선형적으로 읽고 쓸 수 있습니다(젠장, 이제 늙어가네요). 스트림의 예로는 파일 리소스, HTTP 응답 본문, 압축 파일 등이 있습니다.

스트림은 몇 바이트에서 몇 GB 크기의 리소스로 작업할 수 있게 해주고, 예를 들어 스트림 전체를 읽으려고 하면 사용 가능한 메모리가 소진될 수 있다는 점에서 매우 유용합니다.

fopen을 사용하여 스트림 만들기

 fopen(
    string $filename,
    string $mode,
    bool $use_include_path = false,
    ?resource $context = null
): resource|false
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fopen은 첫 번째 매개변수에 제공된 경로에 따라 파일 또는 네트워크 리소스[1]를 엽니다. 이전에 말했듯이 이 리소스는 스트림 유형입니다.

$fileStream = fopen('/tmp/test', 'w');
echo get_resource_type($fileStream); // 'stream'
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$filename이 Scheme:// 형식으로 제공되면 URL로 간주되며 PHP는 file://과 같은 경로와 일치하는 지원되는 프로토콜 핸들러/래퍼를 찾으려고 시도합니다. 파일, http:// - 원격 HTTP/S 리소스에 대한 작업, ssh2:// - SSH 연결 처리 또는 php:// - php://stdin과 같은 PHP 자체 입력 및 출력 스트림에 액세스할 수 있게 해줍니다. php://stdout 및 php://stderr.

$mode는 스트림에 필요한 액세스 유형, 즉 읽기 액세스만 필요한지, 쓰기만 필요한지, 읽기 및 쓰기만 필요한지, 스트림 시작 또는 끝에서 읽기/쓰기 등을 정의합니다.

모드는 작업 중인 리소스 유형에 따라 달라집니다. 예:

$fileStream = fopen('/tmp/test', 'w');
$networkStream = fopen('https://google.com', 'r');
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예를 들어 래퍼 https://를 사용하여 쓰기 가능한 스트림을 열면 작동하지 않습니다.

fopen('https://google.com', 'w'); // Failed to open stream: HTTP wrapper does not support writeable connections
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[1] 네트워크 또는 원격 리소스와 함께 fopen을 사용하는 것은 php.ini에서 허용_url_fopen이 활성화된 경우에만 작동합니다. 자세한 내용은 설명서를 확인하세요.

이제 스트림 리소스가 생겼는데, 그걸로 무엇을 할 수 있을까요?

fwrite를 사용하여 파일 스트림에 쓰기

fwrite(resource $stream, string $data, ?int $length = null): int|false
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fwrite를 사용하면 $data에 제공된 콘텐츠를 스트림에 쓸 수 있습니다. $length가 제공되면 제공된 바이트 수만 씁니다. 예를 살펴보겠습니다:

$fileStream = fopen('/tmp/test', 'w');

fwrite($fileStream,  "The quick brown fox jumps over the lazy dog", 10);
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이 예에서는 $length = 10을 제공했으므로 콘텐츠의 일부만 기록되었습니다("The Quick" - 나머지는 무시함).

$mode = 'w'를 사용하여 파일 스트림을 열었고 이를 통해 파일에 콘텐츠를 쓸 수 있었습니다. 대신 $mode = 'r'을 사용하여 파일을 열었다면 fwrite(): Write of 8192 bytes failed with errno=9 Bad file descriptor와 같은 메시지가 표시됩니다.

이제 전체 콘텐츠를 파일 스트림에 쓰는 또 다른 예를 살펴보겠습니다.

$fileStream = fopen('/tmp/test', 'w');

fwrite($fileStream,  "The quick brown fox jumps over the lazy dog");
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이제 $length를 제공하지 않았으므로 전체 내용이 파일에 기록되었습니다.

스트림에 쓰면 읽기/쓰기 포인터의 위치가 시퀀스의 끝 부분으로 이동됩니다. 이 경우 스트림에 기록된 문자열은 44자이므로 이제 포인터의 위치는 43이 되어야 합니다.

fwrite는 파일에 쓰는 것 외에도 소켓과 같은 다른 유형의 스트림에 쓸 수 있습니다. 문서에서 추출한 예:

$sock = fsockopen("ssl://secure.example.com", 443, $errno, $errstr, 30);
if (!$sock) die("$errstr ($errno)\n");

$data = "foo=" . urlencode("Value for Foo") . "&bar=" . urlencode("Value for Bar");

fwrite($sock, "POST /form_action.php HTTP/1.0\r\n");
fwrite($sock, "Host: secure.example.com\r\n");
fwrite($sock, "Content-type: application/x-www-form-urlencoded\r\n");
fwrite($sock, "Content-length: " . strlen($data) . "\r\n");
fwrite($sock, "Accept: */*\r\n");
fwrite($sock, "\r\n");
fwrite($sock, $data);

$headers = "";
while ($str = trim(fgets($sock, 4096)))
$headers .= "$str\n";

echo "\n";

$body = "";
while (!feof($sock))
$body .= fgets($sock, 4096);

fclose($sock);
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fread로 스트림 읽기

fread(resource $stream, int $length): string|false
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fread를 사용하면 현재 읽기 포인터부터 시작하여 스트림에서 최대 $length 바이트를 읽을 수 있습니다. 예제에서 볼 수 있듯이 바이너리 안전하며 로컬 및 네트워크 리소스와 함께 작동합니다.

연속적으로 fread를 호출하면 청크를 읽은 다음 읽기 포인터를 이 청크의 끝으로 이동합니다. 예, 이전 예에서 작성된 파일을 고려하십시오.

# Content: "The quick brown fox jumps over the lazy dog"
$fileStream = fopen('/tmp/test', 'r');

echo fread($fileStream, 10) . PHP_EOL;      // 'The quick '
echo ftell($fileStream); // 10
echo fread($fileStream, 10) . PHP_EOL;      // 'brown fox '
echo ftell($fileStream); // 20
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곧 ftell로 다시 돌아오겠지만 그것이 하는 일은 단순히 읽기 포인터의 현재 위치를 반환하는 것뿐입니다.

다음 중 하나가 발생하는 즉시 읽기가 중지됩니다(false 반환)(문서에서 복사됨, 나중에 이해할 수 있음).

  • length bytes have been read
  • EOF (end of file) is reached
  • a packet becomes available or the socket timeout occurs (for network streams)
  • if the stream is read buffered and it does not represent a plain file, at most one read of up to a number of bytes equal to the chunk size (usually 8192) is made; depending on the previously buffered data, the size of the returned data may be larger than the chunk size.

I don't know if you had the same felling, but this last part is pretty cryptic, so let's break it down.

"if the stream is read buffered"

Stream reads and writes can be buffered, that is, the content may be stored internally. It is possible to disable/enable the buffering, as well as set their sizes using stream_set_read_buffer and stream-set-write-buffer, but according to this comment on the PHP doc's Github, the description of these functions can be misleading.

This is where things get interesting, as this part of the documentation is really obscure. As per the comment, setting stream_set_read_buffer($stream, 0) would disable the read buffering, whereas stream_set_read_buffer($stream, 1) or stream_set_read_buffer($stream, 42) would simply enable it, ignoring its size (depending on the stream wrapper, which can override this default behaviour).

"... at most one read of up to a number of bytes equal to the chunk size (usually 8192) is made"

The chunk size is usually 8192 bytes or 8 KiB, as we will confirm in a bit. We can change this value using stream_set_chunk_size. Let's see it in action:

$f = fopen('https://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.20/releases/x86_64/alpine-standard-3.20.2-x86_64.iso', 'rb');

$previousPos = 0;
$chunkSize = 1024;
$i = 1;

while ($chunk = fread($f, $chunkSize)) {
    $bytesRead = (ftell($f) - $previousPos);
    $previousPos = ftell($f);

    echo "Iteration: {$i}. Bytes read: {$bytesRead}" . PHP_EOL;

    $i++;
}

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Output:

Iteration: 1. Bytes read: 1024
Iteration: 2. Bytes read: 1024
Iteration: 3. Bytes read: 1024
...
Iteration: 214016. Bytes read: 1024
Iteration: 214017. Bytes read: 169
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What happened in this case was clear:

  • We wanted up to 1024 bytes in each fread call and that's what we got
  • In the last call there were only 169 bytes remainder, which were returned
  • When there was nothing else to return, that is, EOF was reached fread returned false and the loop finished.

Now let's increase considerably the length provided to fread to 1 MiB and see what happens:

$f = fopen('https://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.20/releases/x86_64/alpine-standard-3.20.2-x86_64.iso', 'rb');

$previousPos = 0;
$chunkSize = 1048576; // 1 MiB
$i = 1;

while ($chunk = fread($f, $chunkSize)) {
    $bytesRead = (ftell($f) - $previousPos);
    $previousPos = ftell($f);

    echo "Iteration: {$i}. Bytes read: {$bytesRead}" . PHP_EOL;

    $i++;
}
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Output:

Iteration: 1. Bytes read: 1378
Iteration: 2. Bytes read: 1378
Iteration: 3. Bytes read: 1378
...
Iteration: 24. Bytes read: 1074
Iteration: 25. Bytes read: 8192
Iteration: 26. Bytes read: 8192
...
Iteration: 26777. Bytes read: 8192
Iteration: 26778. Bytes read: 8192
Iteration: 26779. Bytes read: 293
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So, even though we tried to read 1 MiB using fread, it read up to 8192 bytes - same value that the docs said it would. Interesting. Let's see another experiment:

$f = fopen('https://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.20/releases/x86_64/alpine-standard-3.20.2-x86_64.iso', 'rb');

$previousPos = 0;
$chunkSize = 1048576; // 1 MiB
$i = 1;

stream_set_chunk_size($f, $chunkSize); // Just added this line

while ($chunk = fread($f, $chunkSize)) {
    $bytesRead = (ftell($f) - $previousPos);
    $previousPos = ftell($f);

    echo "Iteration: {$i}. Bytes read: {$bytesRead}" . PHP_EOL;

    $i++;
}
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And the output:

Iteration: 1. Bytes read: 1378
Iteration: 2. Bytes read: 1378
Iteration: 3. Bytes read: 1378
...
Iteration: 12. Bytes read: 533
Iteration: 13. Bytes read: 16384
Iteration: 14. Bytes read: 16384
...
Iteration: 13386. Bytes read: 16384
Iteration: 13387. Bytes read: 16384
Iteration: 13388. Bytes read: 13626
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Notice that now fread read up to 16 KiB - not even close to what we wanted, but we've seen that stream_set_chunk_size did work, but there are some hard limits, that I suppose that depends also on the wrapper. Let's put that in practice with another experiment, using a local file this time:

$f = fopen('alpine-standard-3.20.2-x86_64.iso', 'rb');

$previousPos = 0;
$chunkSize = 1048576; // 1 MiB
$i = 1;

while ($chunk = fread($f, $chunkSize)) {
    $bytesRead = (ftell($f) - $previousPos);
    $previousPos = ftell($f);

    echo "Iteration: {$i}. Bytes read: {$bytesRead}" . PHP_EOL;

    $i++;
}
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Output:

Iteration: 1. Bytes read: 1048576
Iteration: 2. Bytes read: 1048576
...
Iteration: 208. Bytes read: 1048576
Iteration: 209. Bytes read: 1048576
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Aha! So using the local file handler we were able to fread 1 MiB as we wanted, and we did not even need to increase the buffer/chunk size with stream_set_chunk_size.

Wrapping up

I think that now the description is less cryptic, at least. Let's read it again (with some interventions):

if the stream is read buffered ...

and it does not represent a plain file (that is, local, not a network resource), ...

at most one read of up to a number of bytes equal to the chunk size (usually 8192) is made (and in our experiments we could confirm that this is true, at least one read of the chunk size was made); ...

depending on the previously buffered data, the size of the returned data may be larger than the chunk size (we did not experience that, but I assume it may happen depending on the wrapper).

There is definitely some room to play here, but I will challenge you. What would happen if you disable the buffers while reading a file? And a network resource? What if you write into a file?

ftell

ftell(resource $stream): int|false
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ftell returns the position of the read/write pointer (or null when the resource is not valid).

# Content: "The quick brown fox jumps over the lazy dog"
$fileStream = fopen('/tmp/test', 'r');

fread($fileStream, 10); # "The quick "
echo ftell($fileStream); 10
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stream_get_meta_data

stream_get_meta_data(resource $stream): array
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stream_get_meta_data returns information about the stream in form of an array. Let's see an example:

# Content: "The quick brown fox jumps over the lazy dog"
$fileStream = fopen('/tmp/test', 'r');
var_dump(stream_get_meta_data($fileStream)): 
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The previous example would return in something like this:

array(9) {
  ["timed_out"]=>
  bool(false)
  ["blocked"]=>
  bool(true)
  ["eof"]=>
  bool(false)
  ["wrapper_type"]=>
  string(9) "plainfile"
  ["stream_type"]=>
  string(5) "STDIO"
  ["mode"]=>
  string(1) "r"
  ["unread_bytes"]=>
  int(0)
  ["seekable"]=>
  bool(true)
  ["uri"]=>
  string(16) "file:///tmp/test"
}
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This function's documentation is pretty honest describing each value ;)

fseek

fseek(resource $stream, int $offset, int $whence = SEEK_SET): int
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fseek sets the read/write pointer on the opened stream to the value provided to $offset.
The position will be updated based on $whence:

  • SEEK_SET: Position is set to $offset, that is, if you call
  • SEEK_CUR: Position is set based on the current one, that is, current + $offset
  • SEEK_END: Position is set to End Of File + $offset.

Using SEEK_END we can provide a negative value to $offset and go backwards from EOF. Its return value can be used to assess if the position has been set successfully (0) or has failed (-1).

Let's see some examples:

# Content: "The quick brown fox jumps over the lazy dog\n"
$fileStream = fopen('/tmp/test', 'r+');

fseek($fileStream, 4, SEEK_SET);
echo fread($fileStream, 5);         // 'quick'
echo ftell($fileStream);            // 9

fseek($fileStream, 7, SEEK_CUR);
echo ftell($fileStream);            // 16, that is, 9 + 7
echo fread($fileStream, 3);         // 'fox'  

fseek($fileStream, 5, SEEK_END);    // Sets the position past the End Of File
echo ftell($fileStream);            // 49, that is, EOF (at 44th position) + 5
echo fread($fileStream, 3);         // ''  
echo ftell($fileStream);            // 49, nothing to read, so read/write pointer hasn't changed
fwrite($fileStream, 'foo');
ftell($fileStream);                 // 52, that is, previous position + 3
fseek($fileStream, -3, SEEK_END);
ftell($fileStream);                 // 49, that is, 52 - 3
echo fread($fileStream, 3);         // 'foo'  
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Some important considerations

  1. As we've seen in this example, it is possible we seek past the End Of File and even read in an unwritten area (which returns 0 bytes), but some types of streams do not support it.

  2. An important consideration is that not all streams can be seeked, for instance, you cannot fseek a remote resource:

$f = fopen('https://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.20/releases/x86_64/alpine-standard-3.20.2-x86_64.iso', 'rb');
fseek($f, 10); WARNING  fseek(): Stream does not support seeking
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This obviously makes total sense, as we cannot "fast-forward" and set a position on a remote resource. The stream in this case is only read sequentially, like a cassette tape.
We can determine if the stream is seekable or not via the seekable value returned by stream_get_meta_data that we've seen before.

  1. We can fseek a resource opened in append mode (a or a+), but the data will always be appended.

rewind

rewind(resource $stream): bool
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This is a pure analogy of rewinding a videotape before returning it to video store. As expected, rewind sets the position of the read/write pointer to 0, which is basically the same as calling fseek with $offset 0.

The same considerations we've seen for fseek applies for rewind, that is:

  • You cannot rewind an unseekable stream
  • rewind on a resource opened in append mode will still write from the current position - the write pointer is not updated.

How about file_get_contents?

So far we've been working directly with resources. file_get_contents is a bit different, as it accepts the file path and returns the whole file content as a string, that is, it implicitly opens the resource.

file_get_contents(
   string $filename,
   bool $use_include_path = false,
   ?resource $context = null,
   int $offset = 0,
   ?int $length = null
): string|false
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Similar to fread, file_get_contents can work on local and remote resources, depending on the $filename we provide:

# Content: "The quick brown fox jumps over the lazy dog"

echo file_get_contents('/tmp/test'); // "The quick brown fox jumps over the lazy dog\n"

echo file_get_contents('https://www.php.net/images/logos/php-logo.svg'); // "<svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 -1 100 50">\n ..."
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With $offset we can set the starting point to read the content, whereas with length we can get a given amount of bytes.

# Content: "The quick brown fox jumps over the lazy dog"
echo file_get_contents('/tmp/test', offset: 16, size: 3); // 'fox'
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offset also accepts negative values, which counts from the end of the stream.

# Content: "The quick brown fox jumps over the lazy dog"
echo file_get_contents('/tmp/test', offset: -4, size: 3); // 'dog'
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Notice that the same rules that govern fseek are also applied for $offset, that is - you cannot set an $offset while reading remote files, as the function would be basically fseek the stream, and we've seen that it does not work well.

The parameter context makes file_get_contents really flexible, enabling us set, for example:

  • Set a different HTTP method, such as POST instead of the default GET
  • Provide headers and content to a POST or PUT request
  • Disable SSL verification and allow self-signed certificates

We create a context using stream_context_create, example:

$context = stream_context_create(['http' => ['method' => "POST"]]);
file_get_contents('https://a-valid-resource.xyz', context: $context);
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You can find the list of options you can provide to stream_context_create in this page.

$networkResource = fopen('https://releases.ubuntu.com/24.04/ubuntu-24.04-desktop-amd64.iso', 'r');

while ($chunk = fread($networkResource, 1024)) {
   doSomething($chunk);
}
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Which one to use? fread, file_get_contents, fgets, another one?

The list of functions that we can use to read local or remote contents is lengthy, and each function can be seen as a tool in your tool belt, suitable for a specific purpose.

According to the docs, file_get_contents is the preferred way of reading contents of a file into a string, but, is it appropriate for all purposes?

  • What if you know that the content is large? Will it fit into memory?
  • Do you need it entirely in memory or can you work in chunks?
  • Are you going to work on local or remote files?

Ask yourself these (and other questions), make some performance benchmark tests and select the function that suits your needs the most.

PSR-7's StreamInterface

PSR defines the StreamInterface, which libraries such as Guzzle use to represent request and response bodies. When you send a request, the body is an instance of StreamInterface. Let's see an example, extracted from the Guzzle docs:

$client = new \GuzzleHttp\Client();
$response = $client->request('GET', 'http://httpbin.org/get');

$body = $response->getBody();
$body->seek(0);
$body->read(1024);
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I suppose that the methods available on $body look familiar for you now :D

StreamInterface implements methods that resemble a lot the functions we've just seen, such as:

  • seek()
  • tell()
  • eof()
  • read
  • write
  • isSeekable
  • isReadable()
  • isWritable
  • and so on.

Last but not least, we can use GuzzleHttp\Psr7\Utils::streamFor to create streams from strings, resources opened with fopen and instances of StreamInterface:

use GuzzleHttp\Psr7;

$stream = Psr7\Utils::streamFor('string data');
echo $stream;                   // string data
echo $stream->read(3);          // str
echo $stream->getContents();    // ing data
var_export($stream->eof());     // true
var_export($stream->tell());    // 11
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Summary

In this article we've seen what streams really are, learned how to create them, read from them, write to them, manipulate their pointers as well as clarified some obscured parts regarding read a write buffers.

If I did a good job, some of the doubts you might have had regarding streams are now a little bit clearer and, from now on, you'll write code more confidently, as you know what you are doing.

Should you noticed any errors, inaccuracies or there is any topic that is still unclear, let me know in the comments and I'd be glad to try to help.

위 내용은 PHP의 스트림의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!

원천:dev.to
본 웹사이트의 성명
본 글의 내용은 네티즌들의 자발적인 기여로 작성되었으며, 저작권은 원저작자에게 있습니다. 본 사이트는 이에 상응하는 법적 책임을 지지 않습니다. 표절이나 침해가 의심되는 콘텐츠를 발견한 경우 admin@php.cn으로 문의하세요.
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