PHP性能优化利器:⽣成器yield理解(百万数据导出引申)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 $data;
}
这是⼀个⾮常常见的PHP函数,我们在处理⼀些数组的时候经常会使⽤。这⾥的代码也⾮常简单:
1. 我们创建⼀个函数。
2. 函数内包含⼀个 for 循环,我们循环的把当前时间放到$data⾥⾯
3. 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:
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();
php如何运行代码
}
}
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。
1. 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。
2.  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。
3.  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。
4.  for 循环于是⼜执⾏了⼀次,将⽣成的时间戳告诉 foreach .
5.  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?
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
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()
{
#
$handle = fopen("./", 'rb');
while (feof($handle)===false) {
#
yield fgets($handle);
}
fclose($handle);
}
foreach (readTxt() as $key => $value) {
#
echo $value.'<br />';
}
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。
百万级别的访问量
yield⽣成器是php5.5之后出现的,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。
使⽤⽰例:
1. /**
2.  * 计算平⽅数列
3.  * @param $start
4.  * @param $stop
5.  * @return Generator
6.  */
7. function squares($start, $stop) {
8.    if ($start < $stop) {
9.        for ($i = $start; $i <= $stop; $i++) {
10.            yield $i => $i * $i;
11.        }
12.    }
13.    else {
14.        for ($i = $start; $i >= $stop; $i--) {
15.            yield $i => $i * $i; //迭代⽣成数组:键=》值
16.        }
17.    }
18. }
19. foreach (squares(3, 15) as $n => $square) {
20.    echo $n . ‘squared is‘ . $square . ‘<br>‘;
21. }
22. 输出:
23.    3 squared is 9
24.    4 squared is 16
25.    5 squared is 25
26.    ...
⽰例2:
1. /对某⼀数组进⾏加权处理
2. $numbers = array(‘nike‘ => 200, ‘jordan‘ => 500, ‘adiads‘ => 800);
3.
4. //通常⽅法,如果是百万级别的访问量,这种⽅法会占⽤极⼤内存
5. function rand_weight($numbers)
6. {
7.    $total = 0;
8.    foreach ($numbers as $number => $weight) {
9.        $total += $weight;
10.        $distribution[$number] = $total;
11.    }
12.    $rand = mt_rand(0, $total-1);
13.
14.    foreach ($distribution as $num => $weight) {
15.        if ($rand < $weight) return $num;
16.    }
17. }
18.
19. //改⽤yield⽣成器
20. function mt_rand_weight($numbers) {
21.    $total = 0;
22.    foreach ($numbers as $number => $weight) {
23.        $total += $weight;
24.        yield $number => $total;
25.    }
26. }
27.
28. function mt_rand_generator($numbers)
29. {
30.    $total = array_sum($numbers);
31.    $rand = mt_rand(0, $total -1);
32.    foreach (mt_rand_weight($numbers) as $num => $weight) {
33.        if ($rand < $weight) return $num;
34.    }
35. }

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