《現代 PHP》學習筆記（十八）：串流

《現代 PHP》Study Notes
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前言

本文為《現代 PHP》一書的學習筆記。

環境

  • Windows 10
  • Wnmp 3.1.0

串流

串流在 PHP 4.3.0 中被採用，串流用於概括檔案、網路、資料壓縮和其他的程序中共通的函式和行為。一個串流可以用串流線性的方式被讀取或寫入。

串流是從來源到目的地的資料，可以是一個檔案、命令列程序、網路連線、壓縮檔、暫存記憶體、標準輸出／輸入或任何其他在串流包裝中的資源。

串流提供許多 PHP 的 I/O 函式底層的實作，例如 file_get_contents()、fopen()、fgets()、fwrite() 函式。

串流包裝

許多種不同的串流資料都需要用特殊的協定來讀寫資料，這些協定就是串流包裝。

可以在檔案系統中讀寫資料、用 HTTP、HTTPS 或 SSH 跟遠端網頁伺服器溝通，或讀寫 ZIP、RAR 或 PHAR 檔。這些所有的通訊方法都可以使用下列相同的程序：

  1. 開啟通訊。
  2. 讀取資料。
  3. 寫入資料。
  4. 關閉通訊。

每一個串流都有一個 scheme 和 target，藉由以下格式使用串流的辨識碼來指定：

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<scheme>://<target>
  • <scheme> 用來辨識串流包裝，而 <target> 用來識別串流資料的來源。

http:// 串流包裝

file_get_contents() 函式的字串參數實際上是個串流辨識碼，URL 其實就是 PHP 串流包裝的一種形式，

範例 5-28：使用 HTTP 串流包裝的 Flickr API

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$json = file_get_contents(
    'http://api.flickr.com/services/feeds/photos_public.gne?format=json'
);
echo $json;

file:// 串流包裝

讀取檔案系統的 PHP 串流包裝就是 file://，由於 PHP 視其為預設設定，因此經常省略 file://。

範例 5-29：不明顯的 file:// 串流包裝

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$handle = fopen('/etc/hosts', 'rb');
while (feof($handle) !== true) {
    echo fgets($handle);
}
fclose($handle);

範例 5-30：明顯的 file:// 串流包裝

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$handle = fopen('file:///etc/hosts', 'rb');
while (feof($handle) !== true) {
    echo fgets($handle);
}
fclose($handle);

php:// 串流包裝

php:// 串流包裝可以和 PHP 腳本的標準輸入／輸出、標準錯誤敘述進行溝通，可以使用 PHP 的檔案系統函式開啟和讀寫這四種串流：

  • php://stdin，顯示來自標準輸入的資料，例如來自命令列傳入的資訊。
  • php://stdout，將資料寫入當前的緩衝，這個串流只允許寫入。
  • php://memory，讀寫資料到系統記憶體。
  • php://temp，當可用記憶體耗盡時，轉而寫入暫存檔。

PHP 檔案系統函式只是為了檔案系統而存在，這是錯誤的觀念，PHP 檔案系統函式可以跟所有有支援的串流包裝一起使用，例如 Amazon、Dropbox 等服務。

自製串流包裝

PHP 提供 streamWrapper 類別說明如何撰寫自製的串流包裝，並支援部分或全部的檔案系統函式。

串流背景

有些 PHP 串流可以接受一些額外參數，用來客製化串流的行為。使用 stream_context_create() 函式來建立串流背景，它會回傳一個背景物件，可以被大部分的 PHP 檔案系統和串流函式使用。

範例 5-31：串流背景

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$requestBody = '{"username":"josh"}';
$context = stream_context_create(array(
    'http' => array(
        'method' => 'POST',
        'header' => "Content-Type: application/json;charset=utf-8;\r\n" .
                    "Content-Length: " . mb_strlen($requestBody),
        'content' => $requestBody
    )
));
$response = file_get_contents('https://my-api.com/users', false, $context);

串流過濾器

PHP 串流的厲害之處在於傳送時過濾、轉化、添加和移除串流資料的功能。

以下範例使用 tream_filter_append() 函式將過濾器加裝在串流上。

範例 5-32：串流過濾器 string.toupper 範例

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$handle = fopen('data.txt', 'rb');
stream_filter_append($handle, 'string.toupper');
while(feof($handle) !== true) {
    echo fgets($handle); // <--輸出所有大寫字元
}
fclose($handle);

以下範例使用 php://filter 串流包裝加裝過濾器到串流。

範例 5-33：串流過濾器 string.toupper 範例

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$handle = fopen('php://filter/read=string.toupper/resource=data.txt', 'rb');
while(feof($handle) !== true) {
    echo fgets($handle); // 輸出所有大寫字元
}
  • 有些 PHP 檔案系統函式只能使用 php://filter 串流包裝加裝過濾器。

假想每天都要開啟 rsync.net 中的日誌檔，每個日誌檔都用 bzip2 壓縮，檔名以 YYYY-MM-DD 作為格式，需要取得前 30 天的日誌紀錄。

範例 5-34：利用 DateTime 和串流過濾器疊代壓縮的日誌檔。

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$dateStart = new \DateTime();
$dateInterval = \DateInterval::createFromDateString('-1 day');
$datePeriod = new \DatePeriod($dateStart, $dateInterval, 30);
foreach ($datePeriod as $date) {
    $file = 'sftp://USER:[email protected]/' . $date->format('Y-m-d') . '.log.bz2';
    if (file_exists($file)) {
        $handle = fopen($file, 'rb');
        stream_filter_append($handle, 'bzip2.decompress'); // 解壓縮
        while (feof($handle) !== true) {
            $line = fgets($handle);
            if (strpos($line, 'www.example.com') !== false) {
                fwrite(STDOUT, $line);
            }
        }
        fclose($handle);
    }
}

自製串流過濾器

自製的串流過濾器繼承了 php_user_filter 內建類別的 PHP 類別。

PHP 串流將資料分成連續的 bucket，每個 bucket 包含固定長度的串流資料（例如 4096 位元組）。每個串流過濾器可以同時接收並且處理數個 bucket，一段時間內被過濾器接收的 bucket 稱為 bucket brigade。

假想需要建立一個可以過濾不雅字眼的過濾器。

範例 5-35：自製的 DirtyWordsFilter 串流過濾器

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class DirtyWordsFilter extends php_user_filter
{
    /**
     * @param resource $in       Incoming bucket brigade
     * @param resource $out      Outgoing bucket brigade
     * @param int      $consumed Number of bytes consumed
     * @param bool     $closing  Last bucket brigade in stream?
     */
    public function filter($in, $out, &$consumed, $closing)
    {
        $words = array('grime', 'dirt', 'grease');
        $wordData = array();
        foreach ($words as $word) {
            $replacement = array_fill(0, mb_strlen($word), '*');
            $wordData[$word] = implode('', $replacement);
        }
        $bad = array_keys($wordData);
        $good = array_values($wordData);

        // 從進來的 bucket brigade 中疊代每個 bucket
        while ($bucket = stream_bucket_make_writeable($in)) {
            // 過濾掉不雅字眼
            $bucket->data = str_replace($bad, $good, $bucket->data);

            // 增加資料的讀取總數
            $consumed += $bucket->datalen;

            // 將 bucket 發起送下游的 brigade
            stream_bucket_append($out, $bucket);
        }

        return PSFS_PASS_ON;
    }
}
  • 過濾器如果處理成功，回傳 PSFS_PASS_ON 常數。

上述例子 filter() 函式接受四個參數：

  • $in，一個 brigade 帶有多個從串流起點而來的 bucket。
  • $out，一個 brigade 帶有多個通向串流目的地的 bucket。
  • &$consumed，被自製的過濾器所篩選掉的位元組總數。
  • $closing，表示 filter() 方法是否接收了最後一個 bucket bragade。

範例 5-36：註冊自製的 DirtyWordsFilter 串流過濾器

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stream_filter_register('dirty_words_filter', 'DirtyWordsFilter');

範例 5-37：使用自製 DirtyWordsFilter 串流過濾器

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$handle = fopen('data.txt', 'rb');
stream_filter_append($handle, 'dirty_words_filter'); // 加裝自製的過濾器
while (feof($handle) !== true) {
    echo fgets($handle); // 輸出被掃瞄的文字
}
fclose($handle);

參考資料

  • Josh Lockhart（2015）。現代 PHP。台北市：碁峯資訊。