PHP中yield生成器总结

袁志蒙 764次浏览

摘要:什么是生成器(yield)?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...

什么是生成器(yield)?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。

(PHP 5 >= 5.5.0, PHP 7)

生成器提供了一种更容易的方法来实现简单的对象迭代,相比较定义类实现 Iterator 接口的方式,性能开销和复杂性大大降低。

生成器允许你在 foreach 代码块中写代码来迭代一组数据而不需要在内存中创建一个数组, 那会使你的内存达到上限,或者会占据可观的处理时间。相反,你可以写一个生成器函数,就像一个普通的自定义函数一样, 和普通函数只返回一次不同的是, 生成器可以根据需要 yield 多次,以便生成需要迭代的值。

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:

优点:

1.生成器会对PHP应用的性能有非常大的影响

2.PHP代码运行时节省大量的内存

3.比较适合计算大量的数据


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 />';
}


我们在浏览器里面看一下运行结果:

PHP中yield生成器总结


这里非常完美,没有任何问题。(当然 sleep(1) 效果你们看不出来)

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。

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。

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 />';
}

PHP中yield生成器总结

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。

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。

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  索要下次的值的时候,循环才会再执行一次,然后立即再次停止。直到不满足条件不执行结束。

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?


1.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

这是第1行
这是第2行
这是第3行
这是第4行
这是第5行
这是第6行
这是第7行
这是第8行
这是第9行
这是第10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 />';
}

PHP中yield生成器总结

通过上图的输出结果我们可以看出代码完全正常。

但是,背后的代码执行规则却一点儿也不一样。使用生成器读取文件,第一次读取了第一行,第二次读取了第二行,以此类推,每次被加载到内存中的文字只有一行,大大的减小了内存的使用。

这样,即使读取上G的文本也不用担心,完全可以像读取很小文件一样编写代码。

2.百万级别的访问量

yield提供了一种更容易的方法来实现简单的迭代对象,相比较定义类实现 Iterator 接口的方式,性能开销和复杂性大大降低。

yield生成器允许你 在 foreach 代码块中写代码来迭代一组数据而不需要在内存中创建一个数组。


示例1:

/** 
 * 计算平方数列 
 * @param $start 
 * @param $stop 
 * @return Generator 
 */  
function squares($start, $stop) {  
    if($start < $stop) {  
        for($i = $start; $i <= $stop; $i++){  
            yield $i => $i * $i;  
        }  
    }else{  
        for($i = $start; $i >= $stop; $i--){  
            yield $i => $i * $i; //迭代生成数组: 键=>值  
        }  
    }  
}  
foreach (squares(3, 15) as $n => $square) {  
    echo $n.'squared is'.$square.'<br>';  
}  
输出:  
    3 squared is 9  
    4 squared is 16  
    5 squared is 25  
    ...


示例2:

比如从数据库取出数亿条数据,这个时候要求用一次请求加响应返回所有值该怎么办呢?获取所有值,然后输出,这样肯定不行,因为会造成PHP内存溢出的,因为数据量太大了。如果这时候用yield就可以将数据分段获取,理论上这样是可以取出无限的数据的。


一般的获取方式 :

数据库连接.....
$sql = "select * from `user` limit 0,500000000";
$stat = $pdo->query($sql);
$data = $stat->fetchAll();  //mysql buffered query遍历巨大的查询结果导致的内存溢出

var_dump($data);


yield获取方式:

数据库连接.....
function db_get(){
    $sql = "select * from `user` limit 0,500000000";
    $stat = $pdo->query($sql);
    while ($row = $stat->fetch()) {
        yield $row;
    }
}

foreach (db_get() as $row) {
    var_dump($row);
}


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共1条评论
  • 网友评论:

    不错,学习了

    2020-06-06 12:03:31 回复

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