PHP中被忽略的性能优化利--生成器

2018-01-03

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：

function createRange($number){
    $data = [];
    for($i=0;$i<$number;$i++){
        $data[] = time();
    }
    return $data;
}

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：

我们创建一个函数。
函数内包含一个for循环，我们循环的把当前时间放到$data里面
for循环执行完毕，把$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：

$result = createRange(10); // 这里调用上面我们创建的函数
foreach($result as $value){
    sleep(1);//这里停顿1秒，我们后续有用
    echo $value.'<br />';
}

我们看一下运行结果：

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：

function createRange($number){
    for($i=0;$i<$number;$i++){
        yield time();
    }
}

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：

$result = createRange(10); // 这里调用上面我们创建的函数
foreach($result as $value){
    sleep(1);
    echo $value.'<br />';
}

我们再看一下运行结果：

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。

function createRange($number){
    for($i=0;$i<$number;$i++){
        yield time();
    }
}
$result = createRange(10); // 这里调用上面我们创建的函数
foreach($result as $value){
    sleep(1);
    echo $value.'<br />';
}

我们来还原一下代码执行过程。

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。
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。
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。
for循环于是又执行了一次，将生成的时间戳告诉foreach.
foreach拿到第二个值，并且输出。由于foreach中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。

实际开发应用

很多PHP开发者不了解生成器，其实主要是不了解应用领域。那么，生成器在实际开发中有哪些应用？

读取超大文件
PHP开发很多时候都要读取大文件，比如csv文件、text文件，或者一些日志文件。这些文件如果很大，比如5个G。这时，直接一次性把所有的内容读取到内存中计算不太现实。

这里生成器就可以派上用场啦。简单看个例子：读取text文件,以下是文件内容

第1行
第2行
第3行
第4行
第5行
第6行
第7行
第8行
第9行
第10行
第11行
第12行
第13行

我们创建一个text文本文档，并在其中输入几行文字，示范读取。

<?php
header("content-type:text/html;charset=utf-8");
function readTxt()
{
    # code...
    $handle = fopen("./test.txt", 'rb');
    while (feof($handle)===false) {
        # code...
        yield fgets($handle);
    }
    fclose($handle);
}
foreach (readTxt() as $key => $value) {
    # code...
    echo $value.'<br />';
}

执行以上代码的结果如下图所示: