前言

對於php的框架，無論是yii，symfony或者是laravel，大家都在工作中有涉獵。對於在框架中的存放着資源包vendor文件夾，入口文件(index.php 或者 app.php)，大家也都與他們每天碰面。但是你真的熟悉這些文件/文件夾嗎？一個完整的項目是如何從一個純淨框架發展而來？各個部分又在框架這個大廈中又起到了怎麼樣的作用？

在上一章我們說到了依賴注入，也不知道大夥都理解了沒有？不理解也沒問題，今天的這一章和上一章完全沒有關係。

二、Composer

現在我們來到了下一個話題來，說說composer這個工具。大家對於這個工具都不陌生，用它安裝插件真的是非常方便。但是他的原理大家是否清楚？本來就是一個普普通通的類，怎麼就被加載進來了呢？composer說了，我們欽定了，就由autoload進行操作。

2.1 __autoload

這是一個特別重要的知識點。我們經常會在框架的入口文件中看到它(__autoload和spl_autoload_register。當然現在你只能看到spl_auto_register)。但是真的被問及這兩個方法的作用和方法的時候，大部分人還是會一臉懵逼。

這兩個函數到底是什麼？自動加載有又什麼方便之處？

include 和 require 是PHP中引入文件的兩個基本方法。在小規模開發中直接使用 include 和 require。 但在大型項目中會造成大量的 include 和 require 堆積。 (你想想，一個文件裏面我寫幾百個include 你累不累？)

這樣的代碼既不優雅，執行效率也很低，而且維護起來也相當困難。

爲了解決這個問題，部分框架會給出一個引入文件的配置清單，在對象初始化的時候把需要的文件引入。但這只是讓代碼變得更簡潔了一些，引入的效果仍然是差強人意。PHP5 之後，隨着 PHP 面向對象支持的完善，__autoload 函數才真正使得自動加載成爲可能。

在這裏我補充和當前章節無關的兩個知識點：

include 和 require 功能是一樣的，它們的不同在於 include 出錯時只會產生警告，而 require 會拋出錯誤終止腳本。
include_once 和 include 唯一的區別在於 include_once 會檢查文件是否已經引入，如果是則不會重複引入。

實現自動加載最簡單的方式就是使用 __autoload 魔術方法。當你引用不存在的類時，__autoload就會被調用，並且你的類名會被作爲參數傳送過去。至於函數具體的邏輯，這需要用戶自己去實現。利用該性質，創建一個自動加載的機制。
首先創建一個 autoload.php 來做一個簡單的測試：

// 類未定義時，系統自動調用
function __autoload($class)
{
    /* 具體處理邏輯 */
    echo $class;// 簡單的輸出未定義的類名
}

new HelloWorld();

/**
 * 輸出 HelloWorld 與報錯信息
 * Fatal error: Class 'HelloWorld' not found
 */


通過這個簡單的例子可以發現，在類的實例化過程中，系統所做的工作大致是這樣的：

/* 模擬系統實例化過程 */
function instance($class)
{
    // 如果類存在則返回其實例
    if (class_exists($class, false)) {
        return new $class();
    }
    // 查看 autoload 函數是否被用戶定義
    if (function_exists('__autoload')) {
        __autoload($class); // 最後一次引入的機會
    }
    // 再次檢查類是否存在
    if (class_exists($class, false)) {
        return new $class();
    } else { // 系統：我實在沒轍了
        throw new Exception('Class Not Found');
    }
}

明白了 __autoload 函數的工作原理之後，那就讓我們來用它去實現自動加載。

首先創建一個類文件（建議文件名與類名一致），代碼如下：

class [ClassName] 
{
    // 對象實例化時輸出當前類名
    function __construct()
    {
        echo '<h1>' . __CLASS__ . '</h1>';
    }
}

（我這裏創建了一個 HelloWorld 類用作演示）接下來我們就要定義 __autoload 的具體邏輯，使它能夠實現自動加載：

function __autoload($class)
{
    // 根據類名確定文件名
    $file = $class . '.php';

    if (file_exists($file)) {
        include $file; // 引入PHP文件
    }
}

new HelloWorld();

/**
 * 輸出 <h1>HelloWorld</h1>
 */

看上去很美好對吧？利用這個__autoload就能寫一個自動加載類的機制。但是你有沒有試過在一個文件裏面寫兩個__autoload? 不用想，結果報錯。在一個大型框架中，你敢保障你只有一個__autoload？這樣不就很麻煩嗎？

不用着急，spl_autoload_register()該出場了。不過再解釋之前，我們得說另外一個重要的概念--命名空間。

2.3 命名空間

其實命名空間並不是什麼新生事物，很多語言（例如C++）早都支持這個特性了。只不過 PHP 起步比較晚，直到 PHP 5.3 之後才支持。命名空間簡而言之就是一種標識，它的主要目的是解決命名衝突的問題。
就像在日常生活中，有很多姓名相同的人，如何區分這些人呢？那就需要加上一些額外的標識。把工作單位當成標識似乎不錯，這樣就不用擔心 “撞名” 的尷尬了。

這裏我們來做一個小任務，去介紹百度的CEO李彥宏：

namespace 百度;

class 李彥宏
{
    function __construct()
    {
        echo '百度創始人';
    }
}

這就是李彥宏的基本資料了，namespace 是他的單位標識，class 是他的姓名。命名空間通過關鍵字 namespace 來聲明。如果一個文件中包含命名空間，它必須在其它所有代碼之前聲明命名空間。

new 百度\李彥宏(); // 限定類名
new \百度\李彥宏(); // 完全限定類名

在一般情況下，無論是向別人介紹 "百度李彥宏" 還是 "百度公司李彥宏"，他們都能夠明白。在當前命名空間沒有聲明的情況下，限定類名和完全限定類名是等價的。因爲如果不指定空間，則默認爲全局（）。

namespace 谷歌;

new 百度\李彥宏(); // 谷歌\百度\李彥宏（實際結果）
new \百度\李彥宏(); // 百度\李彥宏（實際結果）

如果你在谷歌公司向他們的員工介紹李彥宏，一定要指明是 "百度公司的李彥宏"。否則他會認爲百度是谷歌的一個部門，而李彥宏只是其中的一位員工而已。這個例子展示了在命名空間下，使用限定類名和完全限定類名的區別。（完全限定類名 = 當前命名空間 + 限定類名）

/* 導入命名空間 */
use 百度\李彥宏;
new 李彥宏(); // 百度\李彥宏（實際結果）

/* 設置別名 */
use 百度\李彥宏 AS CEO;
new CEO(); // 百度\李彥宏（實際結果）

/* 任何情況 */
new \百度\李彥宏();// 百度\李彥宏（實際結果）

第一種情況是別人已經認識李彥宏了，你只需要直接說名字，他就能知道你指的是誰。第二種情況是李彥宏就是他們的CEO，你直接說CEO，他可以立刻反應過來。使用命名空間只是讓類名有了前綴，不容易發生衝突，系統仍然不會進行自動導入。
如果不引入文件，系統會在拋出 "Class Not Found" 錯誤之前觸發 __autoload 函數，並將限定類名傳入作爲參數。
所以上面的例子都是基於你已經將相關文件手動引入的情況下實現的，否則系統會拋出 " Class '百度李彥宏' not found"。

2.4 spl_autoload_register

接下來讓我們要在含有命名空間的情況下去實現自動加載。這裏我們使用 spl_autoload_register() 函數來實現，這需要你的 PHP 版本號大於 5.12。
spl_autoload_register函數的功能就是把傳入的函數（參數可以爲回調函數或函數名稱形式）註冊到 SPL __autoload 函數隊列中，並移除系統默認的 __autoload() 函數。一旦調用 spl_autoload_register() 函數，當調用未定義類時，系統就會按順序調用註冊到 spl_autoload_register() 函數的所有函數，而不是自動調用 __autoload() 函數。

現在，我們來創建一個 Linux 類，它使用 os作爲它的命名空間（建議文件名與類名保持一致）：

namespace os; // 命名空間

class Linux // 類名
{
    function __construct()
    {
        echo '<h1>' . __CLASS__ . '</h1>';
    }
}

接着，在同一個目錄下新建一個 PHP 文件，使用 spl_autoload_register 以函數回調的方式實現自動加載：

spl_autoload_register(function ($class) { // class = os\Linux

    /* 限定類名路徑映射 */
    $class_map = array(
        // 限定類名 => 文件路徑
        'os\\Linux' => './Linux.php',
    );

    /* 根據類名確定文件名 */
    $file = $class_map[$class];

    /* 引入相關文件 */
    if (file_exists($file)) {
        include $file;
    }
});

new \os\Linux();

這裏我們使用了一個數組去保存類名與文件路徑的關係，這樣當類名傳入時，自動加載器就知道該引入哪個文件去加載這個類了。

但是一旦文件多起來的話，映射數組會變得很長，這樣的話維護起來會相當麻煩。如果命名能遵守統一的約定，就可以讓自動加載器自動解析判斷類文件所在的路徑。接下來要介紹的PSR-4 就是一種被廣泛採用的約定方式。

2.4 PSR-4規範

PSR-4 是關於由文件路徑自動載入對應類的相關規範，規範規定了一個完全限定類名需要具有以下結構：

\<頂級命名空間>(\<子命名空間>)*\<類名>

如果繼續拿上面的例子打比方的話，頂級命名空間相當於公司，子命名空間相當於職位，類名相當於人名。那麼李彥宏標準的稱呼爲 "百度公司 CEO 李彥宏"。

PSR-4 規範中必須要有一個頂級命名空間，它的意義在於表示某一個特殊的目錄（文件基目錄）。子命名空間代表的是類文件相對於文件基目錄的這一段路徑（相對路徑），類名則與文件名保持一致（注意大小寫的區別）。

舉個例子：在全限定類名 \app\view\news\Index 中，如果 app 代表 C:\Baidu，那麼這個類的路徑則是 C:\Baidu\view\news\Index.php

我們就以解析 \app\view\news\Index 爲例，編寫一個簡單的 Demo：

$class = 'app\view\news\Index';

/* 頂級命名空間路徑映射 */
$vendor_map = array(
    'app' => 'C:\Baidu',
);

/* 解析類名爲文件路徑 */
$vendor = substr($class, 0, strpos($class, '\\')); // 取出頂級命名空間[app]
$vendor_dir = $vendor_map[$vendor]; // 文件基目錄[C:\Baidu]
$rel_path = dirname(substr($class, strlen($vendor))); // 相對路徑[/view/news]
$file_name = basename($class) . '.php'; // 文件名[Index.php]

/* 輸出文件所在路徑 */
echo $vendor_dir . $rel_path . DIRECTORY_SEPARATOR . $file_name;

通過這個 Demo 可以看出限定類名轉換爲路徑的過程。那麼現在就讓我們用規範的面向對象方式去實現自動加載器吧。

首先我們創建一個文件 Index.php，它處於 \app\mvc\view\home 目錄中：

namespace app\mvc\view\home;

class Index
{
    function __construct()
    {
        echo '<h1> Welcome To Home </h1>';
    }
}

接着我們在創建一個加載類（不需要命名空間），它處於目錄中：

class Loader
{
    /* 路徑映射 */
    public static $vendorMap = array(
        'app' => __DIR__ . DIRECTORY_SEPARATOR . 'app',
    );

    /**
     * 自動加載器
     */
    public static function autoload($class)
    {
        $file = self::findFile($class);
        if (file_exists($file)) {
            self::includeFile($file);
        }
    }

    /**
     * 解析文件路徑
     */
    private static function findFile($class)
    {
        $vendor = substr($class, 0, strpos($class, '\\')); // 頂級命名空間
        $vendorDir = self::$vendorMap[$vendor]; // 文件基目錄
        $filePath = substr($class, strlen($vendor)) . '.php'; // 文件相對路徑
        return strtr($vendorDir . $filePath, '\\', DIRECTORY_SEPARATOR); // 文件標準路徑
    }

    /**
     * 引入文件
     */
    private static function includeFile($file)
    {
        if (is_file($file)) {
            include $file;
        }
    }
}

最後，將 Loader 類中的 autoload 註冊到 spl_autoload_register 函數中：

include 'Loader.php'; // 引入加載器
spl_autoload_register('Loader::autoload'); // 註冊自動加載

new \app\mvc\view\home\Index(); // 實例化未引用的類

/**
 * 輸出: <h1> Welcome To Home </h1>
 */

2.4 composer

說了這麼多，終於該composer登場啦。關於安裝之類的我在這裏就不在贅述了。下面來看看vendor/composer的文件詳情

vendor
----autoload_classmap.php
----autoload_files.php
----autoload_namespace.php
----autoload_psr4.php
----autoload_real.php
----autoload_static.php
----ClassLoader.php
----install.json 
autoload.php

那麼我先看看vendor/autoload.php：

<?php

// autoload.php @generated by Composer

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

return ComposerAutoloaderInitff1d77c91141523097b07ee2acc23326::getLoader();


其執行了一個自動生成的類ComposerAutoloaderInitff1d77c91141523097b07ee2acc23326中的getLoader方法。
我們跟進到autoload_real.php上。

    public static function getLoader()
    {
        if (null !== self::$loader) {
            return autoload_real.phpself::$loader;
        }

        spl_autoload_register(array('ComposerAutoloaderInitff1d77c91141523097b07ee2acc23326', 'loadClassLoader'), true, true);
        self::$loader = $loader = new \Composer\Autoload\ClassLoader();
        spl_autoload_unregister(array('ComposerAutoloaderInitff1d77c91141523097b07ee2acc23326', 'loadClassLoader'));

        $map = require __DIR__ . '/autoload_namespaces.php';
        foreach ($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);
        }

        $loader->register(true);

        $includeFiles = require __DIR__ . '/autoload_files.php';
        foreach ($includeFiles as $file) {
            composerRequireff1d77c91141523097b07ee2acc23326($file);
        }

        return $loader;
    }

可以明顯看到，他將autoload_namespaces.php、autoload_psr4.php、autoload_classmap.php、autoload_files.php等幾個配置文件包含了進來，並進行了相關處理（setPsr4），最後註冊（register）。
那麼我們跟進register方法：

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

這函數就一行，但簡單明瞭，直接調用php自帶的spl_autoload_register函數，註冊處理__autoload的方法，也就是loadClass方法。再跟進loadClass方法：

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

            return true;
        }
    }

從函數名字就可以大概知道流程：如果存在$class對應的這個$file，則include進來。
那麼進findFile方法裏看看吧：

    public function findFile($class)
    {
        // work around for PHP 5.3.0 - 5.3.2 https://bugs.php.net/50731
        if ('\\' == $class[0]) {
            $class = substr($class, 1);
        }

        // class map lookup
        if (isset($this->classMap[$class])) {
            return $this->classMap[$class];
        }
        if ($this->classMapAuthoritative) {
            return false;
        }

        $file = $this->findFileWithExtension($class, '.php');

        // Search for Hack files if we are running on HHVM
        if ($file === null && defined('HHVM_VERSION')) {
            $file = $this->findFileWithExtension($class, '.hh');
        }

        if ($file === null) {
            // Remember that this class does not exist.
            return $this->classMap[$class] = false;
        }

        return $file;
    }

通過類名找文件，最終鎖定在findFileWithExtension方法中。
還是跟進findFileWithExtension方法：

    private function findFileWithExtension($class, $ext)
    {
        // PSR-4 lookup
        $logicalPathPsr4 = strtr($class, '\\', DIRECTORY_SEPARATOR) . $ext;

        $first = $class[0];
        if (isset($this->prefixLengthsPsr4[$first])) {
            foreach ($this->prefixLengthsPsr4[$first] as $prefix => $length) {
                if (0 === strpos($class, $prefix)) {
                    foreach ($this->prefixDirsPsr4[$prefix] as $dir) {
                        if (file_exists($file = $dir . DIRECTORY_SEPARATOR . substr($logicalPathPsr4, $length))) {
                            return $file;
                        }
                    }
                }
            }
        }

        // PSR-4 fallback dirs
        foreach ($this->fallbackDirsPsr4 as $dir) {
            if (file_exists($file = $dir . DIRECTORY_SEPARATOR . $logicalPathPsr4)) {
                return $file;
            }
        }

        // PSR-0 lookup
        if (false !== $pos = strrpos($class, '\\')) {
            // namespaced class name
            $logicalPathPsr0 = substr($logicalPathPsr4, 0, $pos + 1)
                . strtr(substr($logicalPathPsr4, $pos + 1), '_', DIRECTORY_SEPARATOR);
        } else {
            // PEAR-like class name
            $logicalPathPsr0 = strtr($class, '_', DIRECTORY_SEPARATOR) . $ext;
        }

        if (isset($this->prefixesPsr0[$first])) {
            foreach ($this->prefixesPsr0[$first] as $prefix => $dirs) {
                if (0 === strpos($class, $prefix)) {
                    foreach ($dirs as $dir) {
                        if (file_exists($file = $dir . DIRECTORY_SEPARATOR . $logicalPathPsr0)) {
                            return $file;
                        }
                    }
                }
            }
        }

        // PSR-0 fallback dirs
        foreach ($this->fallbackDirsPsr0 as $dir) {
            if (file_exists($file = $dir . DIRECTORY_SEPARATOR . $logicalPathPsr0)) {
                return $file;
            }
        }

        // PSR-0 include paths.
        if ($this->useIncludePath && $file = stream_resolve_include_path($logicalPathPsr0)) {
            return $file;
        }
    }

最終實現將命名空間\類這樣的類名，給轉換成目錄名/類名.php這樣的路徑，並返回完整路徑。

我發現composer的autoload與php自帶的spl_autoload，在包含文件時有一點小區別。那就是，spl_autoload會查找.inc類型的文件名，但composer不會。

另外也可以發現，雖然配置文件的名字是autoload_psr4.php，但實際上psr0格式的自動加載也是支持的。二者最大的不同就是psr0中用”_”來代替目錄間的””。

以上說了這麼多，也該總結一下了。從__autoload到spl_autoload_register再到composer和psr4方法。php官方和社區設計了這麼多都是爲了什麼？它們就是爲了解決include文件不方便的問題。說一千道一萬，原來一個個的include不方便，我現在使用spl_autoload_register直接自動include了。但是我們不能瞎寫，還要有規則，於是就有了psr4。

從symfony框架到一個完整的項目需要幾步? (二) 死磕composer

前言

二、Composer

2.1 __autoload

2.3 命名空間

2.4 spl_autoload_register

2.4 PSR-4規範

2.4 composer

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