PHP-自动加载原理分析与理解

本文主要理解什么是自动加载，为什么需要自动加载，自动加载的前世今生。

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PHP-自动加载【自我概念理解】

PHP的自动加载，常见于各种框架的自动加载功能，PHP规范中的PSR0和PSR4原则，Composer的自动加载功能等等，这些都为我们的开发提供了很大的方便。

在PHP面向对象(OO)编程中，为了方便管理，我们都会把一个类写在一个单独的文件中。项目开发中我们难免要加载各种各样的类，如果我们需要一个类，就require/include一个文件，这样做的后果是效率非常低且文件头太过累赘。由于require/include的做法不利于大型软件开发，也就自然而然的引入了自动加载的方法。命名空间与自动加载赋予了PHP新的活力。让PHP更具最新的软件工程思想。

PHP5.2版本之前主要是通过require或者include载入依赖的文件资源。当项目变大的时候一个文件要依赖多个类就得在代码之前写很多行require/include来引入。PHP5.2之后，提供了类的自动载入功能，通过语法糖（魔术方法）function __autoload($class){require __DIR__.'/'.$class.'php;}，在源码运行上下文中一旦调用的类不存在，则会自动调用这个函数，这个函数会把调用的类名自动匹配项目路径资源类文件，然后自动载入。可以理解为__autoload魔术方法是require/include的自动化。

PHP7.2完全弃用了__autoload魔术方法，取而代之的是升级版的自动化载入：在php5.3之后，官方提供了一个spl_autoload_register()函数来取代__autoload()函数。__autoload魔术方法存在一个缺陷，当项目工程需要多个框架来搭建时。每个框架都有可能载入相同的类文件。这样也就产生了重复加载错误。也就是说__autoload不够足够的智能化，__autoload在运行上下文中也只能定义一次。spl_autoload_register()正是解决__autoload的缺陷而诞生的。【PHP5实现了类的自动加载（Autoload）功能，这个功能最初是通过PHP的一个魔术方法__autoload()实现的。后来，PHP扩展SPL(Standard PHP Library 标准PHP类库)又实现了更强大的自动加载机制。】

 

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自动加载原理分析【转载：晨风99的博客】

PHP原始自动加载

//文件 B.php
<?php
    class B
    {
        public function echo_info()
        {
            echo "我是class B中的方法执行结果";
        }
    }
?>

//文件 A.php
<?php
    class A
    {
        public function test()
        {
            $b_object = new B();
            $b_object->echo_info();
        }
    }

    function __autoload($classname)
    {
        require $classname.'.php';//include 'b.php';
    }

    $a_object = new A();
    $a_oject->test();
?>


命令行输入：#php a.php
    输出： “我是class B中的方法执行结果“

我们在A文件中加了一个函数：__autoload(),并且自己在函数中编写了相应的引入方法，运行之后得到了想要的结果，没有报错。我们需要明确 __autoload()函数PHP在找不到类的时候会自动执行，但是PHP内部并没有定义这个函数，这个函数需要开发者自己定义，并且编写内部逻辑，PHP只负责在需要的时候自动调用执行。而且在调用的时候会自动传人要加载的类名作为参数。

有了__autoload()函数，可以看出，如果我们现在需要引入100个其它文件，只需要订好一个规则，编写一个函数就可以了。这比直接用require/inlude有了很大进步，但是同样也有新的问题，在一个项目中，我们只能编写一个__autoload()函数，如果项目比较大，加载每个文件都使用同样的规则显然是不现实的，那么我们可能就需要在__autoload()中编写复杂的规则逻辑来满足加载不同文件的需求。这同样会使得__autoload()函数变得复杂臃肿，难以维护管理。

于是，SPL(Standard PHP Library 标准PHP类库)的自动加载机制就应时而生了。

 

SPL 自动加载【转载：晨风99的博客】

首先，明确一点，PHP在实例化一个对象时（实际上在实现接口，使用类常数或类中的静态变量，调用类中的静态方法时都会如此），首先会在系统中查找该类（或接口）是否存在，如果不存在的话就尝试使用autoload机制来加载该类。而autoload机制的主要执行过程为：

• 检查执行器全局变量函数指针autoload_func是否是NULL；
• 如果 autoload_func==NULL ,则查找系统是否定义 __autoload() 函数，如果定义了，则执行并返回加载结果。如果没有定义，则报错并退出；
• 如果 autoload_func 不等于NULL，则直接执行 autoload_func 指向的函数加载类，此时并不检查 __autoload() 函数是否定义。
• 通过对PHP自动加载流程的了解，可以看到PHP实际上提供了两种方法来实现自动装载机制：
• 一种我们前面已经提到过，是使用用户定义的__autoload()函数，这通常在PHP源程序中来实现；
• 另外一种就是设计一个函数，将autoload_func指针指向它，这通常使用C语言在PHP扩展中实现，即 SPL autoload机制。

如果两种方式都实现了，也就是 autoload_func 不等于NULL，程序只会执行第二种方式，__autoload() 函数是不会被执行的。

先看一个 SPL 自动加载例子：

//文件 B.php
<?php
    class B
    {
        public function echo_info()
        {
            echo "我是class B中的方法执行结果";
        }
    }
?>

//文件A.php
<?php
    class A
    {
        public function test()
        {
            $b_object = new B();
            $b_object->echo_info();
        }
    }

    function __autoload($classname)
    {
        require $classname.'.php';//include 'b.php';
    }

    function my_autoload($classname)
    {
        require $classname.'.php';//include 'b.php';
        echo 'my_autoload   ';
    }

    spl_autoload_register('my_autoload');
    $a_object = new A();
    $a_object->test();
?>


结果：my_autoload  我是class B中的方法执行结果

在这个小例子，可以看到，通过 spl_autoload_register（’my_autoload’），实现了 当程序执行找不到类B时，会执行 自定义的 my_autoload()函数，加载B类。实际上 spl_autoload_register（’my_autoload’） 的作用就是 把autoload_func 指针指向 my_autoload()。现在，整个PHP 自动加载过程就明白了。

 

接下来我们详细分析下 SPL 自动加载的整个过程。【转载：晨风99的博客】

首先还是刚刚的小例子，假如把spl_autoload_register（’my_autoload’） 改成 spl_autoload_register（）不添加任何参数，B类能被加载吗？答案是：YES。
为什么呢？

因为SPL扩展内部自己定义了一个自动加载函数 spl_autoload(),实现了自动加载的功能，如果我们不定义自己的自动加载函数，并且程序里写了 spl_autoload_register（）（如果不传参数，必须是第一次执行才会有效）或者 spl_autoload_register（’spl_autoload’），那么autoload_func 指针就会指向内部函数 spl_autoload()。程序执行的时候如果找不到相应类就会执行该自动加载函数。

那么，SPL 是怎么实现autoload_func 指针指向不同的函数呢？

原来，在SPL内部定义了 一个函数 spl_autoload_call() 和 一个全局变量autoload_functions。autoload_functions本质上是一个HashTable，不过我们可以将其简单的看作一个链表，链表中的每一个元素都是一个函数指针,指向一个具有自动加载类功能的函数。

spl_autoload_call()的作用就是按顺序遍历 autoload_functions，使得autoload_func指向每个自动加载函数，如果加载成功就停止，如果不成功就继续遍历下个自动加载函数，直到加载成功或者遍历完所有的函数。

那么，autoload_functions 这个列表是谁来维护的呢？就是 spl_autoload_register() 这个函数。我们说的自动加载函数的注册，其实就是通过spl_autoload_register()把自动加载函数加入到 autoload_functions 列表。

到此为止，整个自动加载的流程就是分析结束了。
 

相关SPL自动加载函数：
  spl_autoload_functions() //打印autoload_functions列表
  spl_autoload_unregister() //注销自动加载函数

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【注意】SPL自动加载需要注意的地方

因为命名空间的规范，我们处理引用路径时需要特别注意。命名空间增加了自动加载的路径方便性，但同时需要处理一下命名空间带来的路径字符处理。当我们使用命名空间时：use语句。当前上下文中我们要创建的加载类名，其实就是命名空间名。也就是说，在处理require_once($file)时，$class正是命名空间。

我们看一下SPL自动加载时路径的变化：

// sdk/MyPrint.php
namespace sdk;

class MyPrint
{
	private $codechar = "河南省开软网络科技有限公司：KaiRuanSoft";
	
	public function doprint()
	{
		echo $this->codechar;
	}
}

//index.php

use sdk\MyPrint;

function my_autoload($class)
{
	$file =__DIR__ . '\\' . $class . '.php';

	echo '<H1>引用命名空间后$class的真实值就是命名空间：'.$class.'</H1>';
	echo '<h1>这是$file存储的的路径：'.$file.'</H1>';
	
	if(is_file($file)) 
	{
	 	require_once($file);
	}
	else
	{
		throw new Exception('Load File Error!');
	}
}


try
{
	spl_autoload_register('my_autoload');
	
	$display = new MyPrint();
	$display->doprint();
}
catch(Throwable $e)
{
	echo '<p>'.$e->getMessage();
}

 

运行程序后的结果：
引用命名空间后$class的真实值就是命名空间：sdk\MyPrint
这是$file存储的的路径：E:\www\php\sdk\MyPrint.php
河南省开软网络科技有限公司：KaiRuanSoft

运行程序后，创建的自动加载类MyPrint()的类名已经通过命名空间替换为：sdk\MyPrint。

所以我们在组合类文件真实路径时是这样的：$file =__DIR__ . '\\' . $class . '.php';

 

命名空间和自动加载的关系

命名空间采用use来区分类、方法的作用域。相同的类和方法不一定是相同的。说白了就是防止同名污染。自动加载是引用类。命名空间和自动加载是相辅相成达到引用类资源的目的。但命名空间和自动加载本身而言没有半毛钱关系。use不会触发自动加载，只有在new时才触发自动加载。