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PHP 中被忽略的性能优化利器:生成器

SegmentFault思否  · 公众号  · 程序员  · 2017-12-17 08:00

正文

如果是做Python或者其他语言的小伙伴,对于生成器应该不陌生。但很多PHP开发者或许都不知道生成器这个功能,可能是因为生成器是PHP 5.5.0才引入的功能,也可以是生成器作用不是很明显。但是,生成器功能的确非常有用。

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。

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:

  1. function createRange($number){

  2.    $data = [];

  3.    for($i=0;$i

  4.        $data[] = time();

  5.    }

  6.    return $data;

  7. }

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:

  1. $result = createRange(10); // 这里调用上面我们创建的函数

  2. foreach($result as $value){

  3.    sleep(1);//这里停顿1秒,我们后续有用

  4.    echo $value.'
    '
    ;

  5. }

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:

  1. function createRange($number){

  2.    for($i=0;$i

  3.        yield time();

  4.    }

  5. }

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:

  1. $result = createRange(10); // 这里调用上面我们创建的函数

  2. foreach($result as $value){

  3.    sleep(1);

  4.    echo $value.'
    '
    ;

  5. }

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。

  1. function createRange($number){

  2.    for($i=0;$i

  3.        yield time();

  4.    }

  5. }

  6. $result = createRange(10); // 这里调用上面我们创建的函数

  7. foreach($result as $value){

  8.    sleep(1);

  9.    echo $value.'
    '
    ;

  10. }

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 sleep(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。

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







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