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Yii框架的组件行为管理机制和Mix-in

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Yii框架的组件行为管理机制和Mix-in

本文包括以下内容：

  • Yii框架的组件行为管理机制介绍
  • Ruby、PHP5.4和Mix-in

在Yii框架的官网，我们可以看到关于Behaviors & events的介绍: Behaviors are simply a way of adding methods to an object.

我们看官网上的使用示例：

class SomeClass extends CBehavior{
    public function add($x, $y) { return $x + $y; }
}

class TestComponent extends CComponent {
}

$test_comp = new TestComponent();
$test_comp->attachbehavior('blah', new SomeClass);
$test_comp->add(2, 5);

在TestComponent类的对象创建的后，我们可以通过调用attachbehavior给对象添加新的方法。

通过其源码（在base/CComponent.php）可以知道它是通过在组件类内部以私有变量的方式存储这些添加的方法所在的对象， 通过魔术方法__call，当调用一个未定义的方法时需要调用__call方法的特性，遍历所有通过attachbehavior方法添加进来的对象， 并判断此对象是否禁用并且此对象是否存在需要调用的方法，如果存在则调用。

此种实现方式存在如下一些问题：

  • 如果多个对象存在相同的方法，则程序调用时永远会调用第一次添加进去的方法
  • 如果我们只是需要某个对象中的某个方法，但是在存储上需要将整个对象添加到列表中

也许你会觉得这些都是一些如果，都是一些假设，可能不会出现，这有些像众所周知的goto语句问题，如果用得好，这是一个利器，如果用得不好，可能会给你带来痛苦。 Yii框架中的这种机制实现运行时的方法绑定，虽然类的属性和实例参数仍然归属于其它类和对象。

在官方说明中也提到了这是一种类似于ruby语言的实现方式，如果我们用Ruby实现上面的方法该如何写呢？如下：

module SomeClass
    def add(x, y)
        return x + y
    end
end

class TestComponet
    include SomeClass
end

test = TestComponet.new
puts test.add(10, 20)

非常简单的实现了类的重用，我们知道在PHP中，接口是可以多继承的，但是接口只是形态上的多继承，是一种对于类实现的约束，是一种规格。 如果要实现这种类的重用，Ruby受Lisp的影响引入了Mix-in，在PHP5.4引入了trait关键字。

在Ruby中Mix-in的关键字是module，而在即将推出的PHP5.4，其对应的关键字是trait； 如果要复用这个定义的类，在Ruby中使用include，而在PHP5.4中使用use。如下PHP代码：

<?PHP
trait SomeClass {
    public function add($x, $y) {
        return $x + $y;
    }
}

class TestComponent {
    use SomeClass;
}

$obj = new TestComponent();
echo $obj->add(10, 20);

对于Mix-in类，有两个约束：

  • 不能单独生成实例
  • 不能继承其它的普通类

如果实例这个类程序执行会显示：

Fatal error: Cannot instantiate trait SomeClass...

如果从其它普通类继承会显示：

Fatal error: A trait (SomeClass) cannot extend a class ...

如果要查找这两个约束的源码实现，可以直接在源码中搜索Cannot instantiate trait和cannot extend a class。 从搜索可以看出：

  • 不能单独生成实例的检测是在new关键字的中间代码执行时执行的，在Zend/zend_vm_execture.h文件
  • 不能继承的约束是在编译成中间代码的过程中实现的，在 Zend/zend_compile.c文件

在面向对象编程语言，Mix-in是一个提供了一些被用于继承或在子类中重用的功能的类，它类似于一种多继承， 但是实际上它是一种中小粒度的代码复用单元，而不直接用于实例化。 虽然这不是一种专业的方式进行功能复用，这在实现多继承的同时，在一定程序上避免了多继承的明显问题。 一如Yii的组件行为管理机制，也是另外一种取巧的Mix-in实现。

关于Mixin和Trait

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其实在想文章题目时，有过纠结，虽然现在有些人将Mixin翻译为“混入”，不过感觉有点怪怪的，所以还是直接用了英文，至少不会出错。 言归正转。

现在排名靠前的面向对象的编程语言中，Java、C#等都是以单继承+接口来实现面向对象，但是这在一定程序了稀释了继承的力量， 因为在业内推荐以组合的方式使用类。这在一些常见的设计模式中有明显的体现，想想在GOF的23个设计模式中有多少个是使用了继承的呢？ 大多数是以接口+组合的方式实现。其实作为一个类来说，它也比较难做，即要能代码复用，又得被实例化，偏向谁呢？ 这个时候Mixin可能就有一些用武之地了。

Mixin最早起源于一个Lisp，Mixin鼓励代码重用，Mixin可以实现运行时的方法绑定，虽然类的属性和实例参数仍然是在编译时定义。 在面向对象编程语言，Mixin是一个提供了一些被用于继承或在子类中重用的功能的类，它类似于一种多继承， 但是实际上它是一种中小粒度的代码复用单元，而不直接用于实例化。 虽然这不是一种专业的方式进行功能复用，这在实现多继承的同时，在一定程序上避免了多继承的明显问题。

PHP和Java类似，也是单继承+接口。 我们知道，一个类可以实现任意数量的接口，这对一个类需要实现多个抽象的时候非常有用。 然而，对于要实现了多个接口的类，每个类都需要实现这些接口，而大多数情况下，这些接口都是可以共用的。 PHP并没有提供内置机制来定义和使用这些可重用代码，虽然我们可以对一地些接口使用一个抽象类来共用代码，但是如果这些类必须继承另一个抽象类呢？ 就算是可以通过抽象类的多次继承实现代码的共用，但是整个继承体系将会变得非常复杂，如果不能实现重用，那么可能我们只得CTRL + C 和 CTRL + V了。 大多数的情况下我们其实只是需要重用一些代码而已。

虽然PHP在之前没有提供完善的解决方案，但在新发布PHP5.4中，出现了一个关键字trait。 通过这个关键字我们可以定义抽象为一个Trait，如下示例：

trait HelloWorld {
    public function sayHello() {
        echo 'Hello World!';
    }
}

class TheWorldIsNotEnough {
    use HelloWorld;
    public function sayHello() {
        echo 'Hello Universe!';
    }
}

$o = new TheWorldIsNotEnough();
$o->sayHello(); // echos Hello Universe!

更多关于Traits的信息, 请参考: Traits for PHP RFC

trait的实现

因为trait是一个语言结构，所以我们从zend_language_scanner.l文件中找到trait对应的关键字标识为：T_TRAIT 在zend_lang_parse.y文件中根据标识找到：

class_entry_type:
        T_CLASS         { $$.u.op.opline_num = CG(zend_lineno); $$.EA = 0; }
    |   T_ABSTRACT T_CLASS { $$.u.op.opline_num = CG(zend_lineno); $$.EA = ZEND_ACC_EXPLICIT_ABSTRACT_CLASS; }
    |   T_TRAIT { $$.u.op.opline_num = CG(zend_lineno); $$.EA = ZEND_ACC_TRAIT; }
    |   T_FINAL T_CLASS { $$.u.op.opline_num = CG(zend_lineno); $$.EA = ZEND_ACC_FINAL_CLASS; }
;

T_TRAIT作为一个关键字和class并级，它作为一个另一种类型的类存在。它将与接口、类处于同一字段标识。 其定义在zend_complie.h文件，如下：

#define ZEND_ACC_IMPLICIT_ABSTRACT_CLASS    0x10
#define ZEND_ACC_EXPLICIT_ABSTRACT_CLASS    0x20
#define ZEND_ACC_FINAL_CLASS                0x40
#define ZEND_ACC_INTERFACE                  0x80
#define ZEND_ACC_TRAIT                      0x120

以上的标识只是对应类的ce_flags结构，除此之外，在为的结构方面也有调整，如下：

struct _zend_class_entry {
    ...//   省略，木有修改
    zend_class_entry **interfaces;  //  接口列表
    zend_uint num_interfaces;   //  接口数

    zend_class_entry **traits;  //  traits列表
    zend_uint num_traits;   //      traits数
    zend_trait_alias **trait_aliases;   //  别名
    zend_trait_precedence **trait_precedences;

}

从上面的结构可以看出，PHP为traits增加了对应的字段存储。从PHP的介绍中我们可知，trait可以动态绑定，则其执行应该是中间代码执行期间。 因此，如果使用了trait关键字，将会有对应的中间代码：ZEND_BIND_TRAITS 生成。 ZEND_BIND_TRAITS关键字最终调用zend_complie.c文件中的zend_do_bind_traits函数完成traits类的绑定，如下代码：

ZEND_API void zend_do_bind_traits(zend_class_entry *ce TSRMLS_DC) /* {{{ */
{

    if (ce->num_traits <= 0) {
        return;
    }

    /* complete initialization of trait strutures in ce */
    zend_traits_init_trait_structures(ce TSRMLS_CC);

    /* first care about all methods to be flattened into the class */
    zend_do_traits_method_binding(ce TSRMLS_CC);

    /* then flatten the properties into it, to, mostly to notfiy developer about problems */
    zend_do_traits_property_binding(ce TSRMLS_CC);

    /* verify that all abstract methods from traits have been implemented */
    zend_verify_abstract_class(ce TSRMLS_CC);

    /* now everything should be fine and an added ZEND_ACC_IMPLICIT_ABSTRACT_CLASS should be removed */
    if (ce->ce_flags & ZEND_ACC_IMPLICIT_ABSTRACT_CLASS) {
        ce->ce_flags -= ZEND_ACC_IMPLICIT_ABSTRACT_CLASS;
    }
}
/* }}} */

以上的绑定过程并不是和接口或类一样的的简单的合并操作，在合并操作之前需要处理引用和别名等情况， 此时类结构中的trait_aliases和trait_precedences就发挥作用了。 trait定义的结构最终也是一个类。