PHP CodeIgniter框架的工作原理研究

CodeIgniter（以下简称CI，官网以及中国站）是一个流行的PHP框架，小巧但功能强大，简洁轻量同时拥有很好的扩展性，在国内也比较受欢迎。另一方面，CI却没有与时俱进，并不支持PHP5.3之后的一些特性，导致它相对更适合较老一些的项目。虽然如此，CI仍是一个优秀的框架，而且它本身内核较小，源码优雅，适于学习。

CI易于使用，可以方便的开发出web应用。先来看一下CI的工作流程图（此处内容引用自http://codeigniter.org.cn/user_guide/overview/appflow.html）

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1.index.php 作为前端控制器，初始化运行 CodeIgniter 所需要的基本资源。
2.Router 检查 HTTP 请求，以确定谁来处理请求。
3.如果缓存(Cache)文件存在，它将绕过通常的系统执行顺序，被直接发送给浏览器。
4.安全(Security)。应用程序控制器(Application Controller)装载之前，HTTP 请求和任何用户提交的数据将被过滤。
5.控制器(Controller)装载模型、核心库、辅助函数，以及任何处理特定请求所需的其它资源。
6.最终视图(View)渲染发送到 Web 浏览器中的内容。如果开启缓存(Caching)，视图首先被缓存，所以将可用于以后的请求。

以上给出了一个大致流程。那么当看到页面在浏览器中呈现时，程序内部究竟是如何工作的呢？
下面按照执行顺序，依次列出了CI框架主要加载的文件，并简要介绍其作用：

01. index.php
定义使用环境(ENVIRONMENT)，框架路径(system_path,BASEPATH)，应用目录(application_folder)，应用路径(APPPATH)等，加载(require)CI核心文件
02. BASEPATH/core/CodeIgniter.php (ps.实际上BASEPATH包含最后的文件分隔符'/'，这里额外加上了'/'是为了更清晰的展示)
系统初始化文件，整个框架最核心的部分，在此加载(load)了一系列的base class，并且执行这次请求
03. BASEPATH/core/Common.php
common文件包含一系列的基础和公共函数 ，供全局使用，例如load_class(),get_config()等
04. BASEPATH/core/Benchmark
这是一个基准测试类，默认标注了应用各个阶段的执行点，以得到其执行时间。也允许你自己定义监测点。
05. BASEPATH/core/Hooks.php
CI_Hooks是一个钩子类，是框架进行扩展的核心，能够在程序允许的各个阶段插入挂钩点，执行你自定义的类，函数等
06. BASEPATH/core/Config.php
配置文件管理类，加载读取或设置配置
07. BASEPATH/core/URI.php, BASEPATH/core/Router.php
URI类帮助你解析请求的uri，并提供分割uri的函数集合，供Router类使用
08. BASEPATH/core/Router.php
路由类，即通过请求的uri，和用户配置的路由(APPPATH/config/routes.php)，将用户请求分发到指定的处理函数中(通常来说是某一个Controller实例中某一action函数)
09. BASEPATH/core/Output.php, BASEPATH/core/Input.php
输入类，即处理请求的输入参数，提供安全的获取方式。输出类将最后的执行结果发送出去，它还负责缓存的功能
10. BASEPATH/core/Controller.php
控制器基类，用单例模式对外提供实例，整个应用程序的心脏。它是一个Super Object，在应用内加载的类都可以成为控制器的成员变量，这一点非常重要，会在之后继续         讲到。
11. APPPATH/controllers/$RTR->fetch_directory().$RTR->fetch_class().'.php'
通过路由功能，得到控制器名，实例化真正的控制器类（子类）
12. BASEPATH/core/Loader.php
CI_Loader用于加载应用程序中的各种类库，模型，视图，数据库，文件等，并设置成为控制器的成员变量
13. call_user_func_array 调用处理函数
通过路由，得到action函数名，调用 Controller->action()函数，处理应用逻辑，实际业务处理逻辑便是在action函数中写的
14. $OUT->_display() 将内容输出

以上便是整个应用程序最基础的处理流程。下面选取核心内容代码再进行说明，以加强对CI的理解：

<?php
//*BASEPATH/system/core/Common.php
	//引导文件中Benchmark,Hooks,Config等都是通过这个函数进行加载的
	function &load_class($class, $directory = 'libraries', $prefix = 'CI_')
	{
		//记录加载过的类
		static $_classes = array();

		// 已经加载过，直接读取并返回
		if (isset($_classes[$class]))
		{
			return $_classes[$class];
		}

		$name = FALSE;

		// 在指定目录寻找要加载的类
		foreach (array(APPPATH, BASEPATH) as $path)
		{
			if (file_exists($path.$directory.'/'.$class.'.php'))
			{
				$name = $prefix.$class;

				if (class_exists($name) === FALSE)
				{
					require($path.$directory.'/'.$class.'.php');
				}

				break;
			}
		}

		// 没有找到
		if ($name === FALSE)
		{
			exit('Unable to locate the specified class: '.$class.'.php');
		}

		// 追踪记录下刚才加载的类，is_loaded()函数在下面
		is_loaded($class);

		$_classes[$class] = new $name();
		return $_classes[$class];
	}
	// 记录已经加载过的类。函数返回所有加载过的类
	function &is_loaded($class = '')
	{
		static $_is_loaded = array();

		if ($class != '')
		{
			$_is_loaded[strtolower($class)] = $class;
		}

		return $_is_loaded;
	}

//*BASEPATH/system/core/Controller.php
class CI_Controller {

	private static $instance;

	public function __construct()
	{
		self::$instance =& $this;

		//将所有在引导文件中(CodeIgniter.php)初始化的类对象(即刚才4,5,6,7,8,9等步骤)，
		//注册成为控制器类的成员变量，就使得这个控制器成为一个超级对象(super object)
		foreach (is_loaded() as $var => $class)
		{
			$this->$var =& load_class($class);
		}
<span style="white-space:pre">		</span>//加载Loader对象，再利用Loader对象对程序内一系列资源进行加载<span style="white-space:pre">	</span>
		$this->load =& load_class('Loader', 'core');

		$this->load->initialize();

		log_message('debug', "Controller Class Initialized");
	}

	//这个函数对外提供了控制器的单一实例
	public static function &get_instance()
	{
		return self::$instance;
	}
}

//*BASEPATH/system/core/CodeIgniter.php
	// Load the base controller class
	require BASEPATH.'core/Controller.php';

	//通过这个全局函数就得到了控制器的实例，得到了这个超级对象，
	//意味着在程序其他地方调用这个函数，就能得到整个框架的控制权
	function &get_instance()
	{
		return CI_Controller::get_instance();
	}

	// 加载对应的控制器类
	// 注意：Router类会自动使用 router->_validate_request() 验证控制器路径
	if ( ! file_exists(APPPATH.'controllers/'.$RTR->fetch_directory().$RTR->fetch_class().'.php'))
	{
		show_error('Unable to load your default controller. Please make sure the controller specified in your Routes.php file is valid.');
	}

	include(APPPATH.'controllers/'.$RTR->fetch_directory().$RTR->fetch_class().'.php');

	$class = $RTR->fetch_class(); //Controller class name
	$method = $RTR->fetch_method(); //action name

	//.....

	// 调用请求的函数
	// uri中除了class/function之外的段也会被传递给调用的函数
	call_user_func_array(array(&$CI, $method), array_slice($URI->rsegments, 2));

	//输出最终的内容到浏览器
	if ($EXT->_call_hook('display_override') === FALSE)
	{
		$OUT->_display();
	}

//*BASEPATH/system/core/Loader.php
	//看一个Loader类加载model的例子。这里只列出了部分代码
	public function model($model, $name = '', $db_conn = FALSE)
	{
		$CI =& get_instance();
		if (isset($CI->$name))
		{
			show_error('The model name you are loading is the name of a resource that is already being used: '.$name);
		}

		$model = strtolower($model);

		//依次根据model类的path进行匹配，如果找到了就加载
		foreach ($this->_ci_model_paths as $mod_path)
		{
			if ( ! file_exists($mod_path.'models/'.$path.$model.'.php'))
			{
				continue;
			}

			if ($db_conn !== FALSE AND ! class_exists('CI_DB'))
			{
				if ($db_conn === TRUE)
				{
					$db_conn = '';
				}

				$CI->load->database($db_conn, FALSE, TRUE);
			}

			if ( ! class_exists('CI_Model'))
			{
				load_class('Model', 'core');
			}

			require_once($mod_path.'models/'.$path.$model.'.php');

			$model = ucfirst($model);

			//这里依然将model对象注册成控制器类的成员变量。Loader在加载其他资源的时候也会这么做
			$CI->$name = new $model();

			$this->_ci_models[] = $name;
			return;
		}

		// couldn't find the model
		show_error('Unable to locate the model you have specified: '.$model);
	}

//*BASEPATH/system/core/Model.php
	//__get()是一个魔术方法，当读取一个未定义的变量的值时就会被调用
	//如下是Model基类对__get()函数的一个实现，使得在Model类内，可以像直接在控制器类内一样(例如$this->var的方式)去读取它的变量
	function __get($key)
	{
		$CI =& get_instance();
		return $CI->$key;
	}