模板引擎SMARTY

用PHP實現MVC開發模式的邏輯層和表示層有多種模板引擎可供選擇,但是官方引擎SMARTY誕生後,選擇就有了變化。它的理念和實現都是相當"前衛"的。本文主要討論SMARTY之於其他模板引擎的不同特點,簡要介紹了該引擎的安裝及使用,並用一個小的測試案例對比了SMARTY和PHPLIB template的速度和易用性。

一、MVC需要模板
MVC最早是在SmallTalk語言的開發過程中總結出的一種設計模式,MVC分別代表了"模型"、"視圖"和"控制",目的就是讓不同的開發角色在大中型項目中各司其職。在網絡應用程序的開發中,可以用下圖來表示各概念之間的關係。

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該圖展示了一個簡單的WEB應用程序,用戶在瀏覽器上看到信息是數據庫服務器上的內容,但在這之前經過了應用服務器加工。開發人員負責的就是建立數據結構、處理數據的邏輯以及表示數據的方法。

96年CGI在中國開始流行的時候,早期的WEB程序員都是從HTML開始自學成材的,在PERL中print一行行的HTML並不是一件難事,但是隨着網絡的一步步提速,頁面大小也從當初的二、三十K暴漲了十倍。寫CGI程序就產生了一個迫切的要求:分開PERL和HTML源碼。於是,社會進步體現在開發小組內部的分工上。由於美工和程序員對互相的工作並不是十分熟悉,在進行合作的過程中需要用一種約定的"語言"進行交流。

這種語言並不是我們的母語或者英語,術語叫做"模板",邏輯和表示依靠它聯繫。它是結合了HTML和腳本語言特徵的一種表達方式。通過這種方式,表示層可以按照用戶所希望的格式來顯示經過邏輯層處理過的數據。如果你有Windows平臺下MFC的開發經驗,那麼一定會很熟悉Document/Document Template/View的封裝,這就是一個很典型的MVC例子。對於Web應用來說,個人認爲J2EE中的EJB/servlets/JSP是最強大的,當然還有簡潔優美的Structs。另一個很有名的實現就是COM/DCOM+ASP,這個組合在我國是最多人使用的。

通過幾種MVC實現在WEB應用程序裏的對比,可以得到一個關於模板的概念:一組插入了HTML的腳本或者說是插入了腳本HTML,通過這種插入的內容來表示變化的數據。下面給出一個模板文件的例子,這個模板經過處理後在瀏覽器裏顯示"Hello, world!"


這裏暫且省略處理方式,在後面做專門對比討論。

二、爲什麼選SMARTY?
對PHP來說,有很多模板引擎可供選擇,比如最早的PHPLIB template和後起之秀Fast template,經過數次升級,已經相當成熟穩定。如果你對目前手中的模板引擎很滿意,那麼......也請往下看,相信你作爲一個自由軟件愛好者或者追求效率和優雅的開發者,下面的SMARTY介紹多少會有點意思。

除了個人偏好的影響,我一直傾向於使用官方標準的實現,比如APACHE的XML引擎Axis。好處就是可以獲得儘可能好的兼容性(比如早期MFC對於Win3x的兼容性就比其它的應用程序框架好,當然現在各種版本都很完善了)。SMARTY發佈之前我一直使用的是PEAR 中的Integrated Template eXtension。這個引擎和PHPLIB template、Fast template幾乎是兼容的,從模板的語法到對模板的處理同出一轍:都是將模板讀入內存然後調用parse()函數,用數據對預置的標記進行替換。

下面看看SMARTY是怎麼做的。接到request後,先判斷是否第一次請求該url,如果是,將該url所需的模板文件"編譯"成php腳本,然後redirect;如果不是,就是說該url的模板已經被"編譯"過了,檢查不需要重編譯後可以馬上redirect,重編譯條件可以自己設定爲固定時限,默認的是模板文件被修改。

怎麼樣,看起來是不是有點眼熟?想起來了──這不就是JSP的原理嘛!的確,這種"編譯"用在PHP這樣的解釋性腳本引擎上顯得匪夷所思,但是仔細想想,JAVA不也是由JVM解釋執行的嗎?這就叫"沒有做不到,只有想不到"。

既然談到了JAVA,就再對PHP的未來發表一點看法。PHP官方網站上宣佈了要在2003年年底發佈PHP5.0版。這個版本擁有很多嶄新的特性:比如異常處理,命名空間,更加面向對象等等。可以說越來越向JAVA靠攏,SMARTY也是新特性之一,使得PHP更適用於大中型項目的開發。但是似乎離我當初選擇它的原因──靈巧易用──越來越遠了。但就一個軟件的生存週期來看,PHP正處在成長期,開發者賦予它更多的功能,以期能勝任商業應用是利大於弊的。作爲PHP的忠實用戶,肯定不希望PHP總是被人指責"能力不足"吧?

爲什麼選擇SMARTY,僅僅因爲它很像JSP?當然有更爲充分的理由。首先,除了第一次編譯的成本比較高之外,只要不修改模板文件,編譯好的cache腳本就隨時可用,省去了大量的parse()時間;其次SMARTY像PHP一樣有豐富的函數庫,從統計字數到自動縮進、文字環繞以及正則表達式都可以直接使用;如果覺得不夠,比如需要數據結果集分頁顯示的功能,SMARTY還有很強的擴展能力,可以通過插件的形式進行擴充。

事實勝於雄辯。我設計了一個測試程序,通過速度和開發難度這兩個因素對比了一下SMARTY和PHPLIB template,選PHPLIB template的原因是在patrick的文章《在PHP世界中選擇最合適的模板》中有一個PHPLIB template對Fast template的競賽,結果PHPLIB template大獲全勝,這使得SMARTY有了一個很好的對手。在測試之前,先談一下在安裝過程中需要注意的問題。

三、可能遇到的問題
在SMARTY的官方網站上,有詳盡的用戶手冊,可以選擇在線HTML和PDF格式的版本。這裏就不再涉及手冊上已有的內容,只是把初次使用可能遇到的問題做個解釋。

第一個問題就很要命:提示說找不到所需文件?並不是每一個人都按照SMARTY默認目錄結構來寫應用的。這裏需要手工指定,假設目錄結構如下:

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就需要在index.php裏指定目錄結構:


第一個問題解決了,緊接着就是第二個:我剛用Dreamweaver生成的漂亮模板怎麼不能用?並不是模板文件有什麼問題,而是因爲SMARTY默認的標記分隔符是{},不巧的是Javascript肯定包含這個標記。好在我們可以用任意字符當作分隔符,再加上這兩句:


這下安裝就基本完成,沒問題了。

四、反襯和類比
先構思一下對測試的設計。主要的評比因素當然是速度了。爲了進行速度測試,採取了算術平均數的作法。在測試頁面中重複將頁面生成N遍,再對比總頁面生成時間。另一個重要因素是易用性(至於擴展性不用比較已經有結果了),所以使用的模板不能太小。我用的是我個人主頁的的頁面,一個用Firework+Dreamweaver生成的HTML文件,大小約7K。其中的變量設置也採取最常用的區塊,在PHPLIB template裏叫block,而SMARTY則稱section。別小看這稱呼的不同,易用性標準分兩塊:模板文件和腳本文件的語法是否簡明易用。

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下面就深入到測試中來。先看看兩種模板文件的語法:藍條左邊是PHPLIB template的模板,右邊屬於SMARTY。個人偏好是不一樣的,所以這裏不作評論。着重對比一下腳本里的處理語句,先看PHPLIB template的:


下面是SMARTY的:


SMARTY只用了tags和row兩個變量,而PHPLIB template則多了模板文件的handler,還有一個莫名其妙的out。說實在的這個out我當初學的時候就不知道爲什麼要存在,現在看起來,還是彆扭。爲什麼SMARTY少那麼多處理語句呢?答案是工作由引擎完成了。如果你喜歡鑽研源程序,可以發現在Smarty_compiler.class.php裏有一個名叫_compile_tag()的函數,由它負責把section這個標籤轉換成php語句。這不是一個普通的標籤,它帶有參數和數據,節省了腳本編程的工作量,而模板標籤上的工作量相差又不大,可以判定在易用性上SMARTY高出一疇。

下面該輪到我們最關注的速度了,畢竟對於一個熟練的web開發者來說,掌握再困難的工具不過是時間問題,何況模板引擎這種學習曲線平緩的技術。而速度則是web應用程序的生命,尤其是模板引擎使用在併發訪問量很大的站點上,這點就更重要了。測試開始前,我覺得PHPLIB template會在這一環節上勝出,因爲它經歷了很多次升級,已經基本沒有什麼bug,而且SMARTY的引擎個頭太大,不像它的對手只有兩個文件。

果然,測試結果如下圖,PHPLIB template有25%的速度優勢:

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但不會一直這樣,我又按了一次刷新,這次得到了不一樣的結果:

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PHPLIB基本沒變化,但是SMARTY提高了25%的速度。繼續刷新,得到的都是類似於第二次的結果:SMARTY比PHPLIB template 快上近10%。我想這就是編譯型比解釋型快的原理了。SMARTY引擎本身就很大,加上還要把模板編譯成php文件,速度當然比不上小巧的PHPLIB template。但這只是第一次的情況。第二次接到請求的時候,SMARTY發現該模板已經被編譯過了,於是最耗時的一步被跳過了,而對手還要按部就班地進行查找和替換工作。這是編譯原理裏講到的很經典的"用空間換時間"例子。

五、結論
結論就是如果你已經愛上SMARTY了,那麼還等什麼呢?當然並不是說它就全能,就如同我用MVC模式來寫我的個人網站,非但沒有減少工作量,反而總是要爲不同層次間的耦合勞神。

SMARTY不適合什麼呢?舉個手冊裏的經典例子:天氣預報網站。我還想到一個:股市大盤。在這種網站上用SMARTY會由於經常的重編譯而效率偏低,還是PHPLIB template更爲適合。

本文並不是爲了對比兩種引擎,而是爲了說明SMARTY的優勢。使用它最有意義之處在於它是PHP新體系的一部份,作爲一支獨立的力量,除了.NET和JAVA ONE這兩大體系之外,大中型web開發還有別的選擇。這對於GNU項目來說,其意義無異於劉鄧大軍千里躍進大別山。

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