沉思錄本文發表於《程序員》5月號
是一個系列的第一篇，目前想到的其他一些主題是：
SQL注入問題
事件模型
AOP模型
UI Framework的實現
Template機制
PHP沉思錄
工作模型
PHP的工作模型非常特殊。從某種程度上說，PHP和ASP、ASP.Net、JSP/Servlet等流行的Web技術，有著本質上的區別。
以Java為例，Java在Web應用領域，有兩種技術：Java Servlet和JSP（Java Server Page）。Java Servlet是一種特殊類型的Java程序，它通過實現相關接口，處理Web服務器發送過來的請求，完成相應的工作。JSP在形式上是一種類似於PHP的腳本，但是事實上，它最後也被編譯成Servlet。也就是說，在Java解決方案中，JSP和Servlet是作為獨立的Java應用程序執行的，它們在初始化之後就駐留內存，通過特定的接口和Web服務器通信，完成相應工作。除非被顯式地重啟，否則它們不會終止。因此，可以在JSP和Servlet中使用各種緩存技術，例如數據庫連接池。
ASP.Net的機制與此類似。至於ASP，雖然也是一種解釋型語言，但是仍然提供了Application對象來存放應用程序級的全局變量，它依托於ASP解釋器在IIS中駐留的進程，在整個應用程序的生命期有效。
PHP卻完全不是這樣。作為一種純解釋型語言，PHP腳本在每次被解釋時進行初始化，在解釋完畢後終止運行。這種運行是互相獨立的，每一次請求都會創建一個單獨的進程或線程，來解釋相應的頁面文件。頁面創建的變量和其他對象，都只在當前的頁面內部可見，無法跨越頁面訪問。在終止運行後，頁面中申請的、沒有被代碼顯式釋放的外部資源，包括內存、數據庫連接、文件句柄、Socket連接等，都會被強行釋放。
也就是說，PHP無法在語言級別直接訪問跨越頁面的變量，也無法創建駐留內存的對象。見下例：
<?PHP
class StaticVarTester {
public static $StaticVar = 0;
}
function TestStaticVar() {
StaticVarTester :: $StaticVar += 1;
echo "StaticVarTester :: StaticVar = " . StaticVarTester :: $StaticVar;
}
TestStaticVar();
echo "<br/>";
TestStaticVar();
?>
在這個例子中，定義了一個名為StaticVarTester的類，它僅有一個公共的靜態成員$StaticVar，並被初始化為0。然後，在TestStaticVar()函數中，對StaticVarTester :: $StaticVar進行累加操作，並將它打印輸出。
熟悉Java或C++的開發者對這個例子應該並不陌生。$StaticVar作為StaticVarTester類的一個靜態成員，只在類被裝載時進行初始化，無論StaticVarTester類被實例化多少次，$StaticVar都只存在一個實例，而且不會被多次初始化。因此，當第一次調用TestStaticVar()函數時，$StaticVar進行了累加操作，值為1，並被保存。第二次調用TestStaticVar()函數，$StaticVar的值為2。
打印出來的結果和我們預料的一樣：
StaticVarTester :: StaticVar = 1
StaticVarTester :: StaticVar = 2
但是，當浏覽器刷新頁面，再次執行這段代碼時，不同的情況出現了。在Java或C++裡面，$StaticVar的值會被保存並一直累加下去，我們將會看到如下的結果：
StaticVarTester :: StaticVar = 3
StaticVarTester :: StaticVar = 4
…
但是在PHP中，由於上文敘及的機制，當前頁面每次都解釋時，都會執行一次程序初始化和終止的過程。也就是說，每次訪問時，StaticVarTester都會被重新裝載，而下列這行語句
public static $StaticVar = 0;
也會被重復執行。當頁面執行完成後，所有的內存空間都會被回收，$StaticVar這個變量(連同整個StaticVarTester類)也就不復存在。因此，無論刷新頁面多少次，$StaticVar變量都會回到起點：先被初始化為0，然後在TestStaticVar()函數調用中被累加。所以，我們看到的結果永遠是這個：
StaticVarTester :: StaticVar = 1
StaticVarTester :: StaticVar = 2
PHP這種獨特的工作模型的優勢在於，基本上解決了令人頭疼的資源洩漏問題。Web應用的特點是大量的、短時間的並發處理，對各種資源的申請和釋放工作非常頻繁，很容易導致洩漏。同時，大量的動態Html腳本的存在，使得追蹤和調試的工作都非常困難。PHP的運行機制，以一種非常簡單的方式避免了這個問題，同時也避免了將程序員帶入到繁瑣的緩沖池和同步等問題中去。在實踐中，基於PHP的應用往往比基於Java或.NET的應用更加穩定，不會出現由於某個頁面的BUG而導致整個站點崩潰的問題。(相比之下，Java或.Net應用可能因為緩沖池崩潰或其他的非法操作，而導致整個站點崩潰。)後果是，即使PHP程序員水平不高，也無法寫出使整個應用崩潰的代碼。PHP腳本可以一次調用極多的資源，從而導致頁面執行極為緩慢，但是執行完畢後所有的資源都會被釋放，應用仍然不會崩潰。甚至即使執行了一個死循環，也會在30秒（默認時間）後因為超時而中止。從理論上來說，基於PHP的應用是不太可能崩潰的，因為它的運行機制決定它不存在常規的崩潰這個問題。在實踐中，很多開發者也認為PHP是最穩定的Web應用。
但是，這種機制的缺點也非常明顯。最直接的後果是，PHP在語言級別無法實現跨頁面的緩沖機制。這種緩沖機制缺失造成的影響，可以分成兩個方面：
一是對象的緩沖。如我們所知，很多設計模式都依賴於對象的緩沖機制，對於需要頻繁應付大量並發的服務端軟件更是如此。因此，對象緩沖的缺失，理論上會極大地降低速度。但是，由於PHP本身的定位和工作機制等原因，它在實際工作中的速度非常快。就作者自己的經驗來看，在小型的Web應用中，PHP至少不比Java慢。在大型的應用中，為了搾干每一分硬件資源，即使PHP本身足夠快，一個優秀的對象緩沖機制仍然是必要的。在這種情況下，可以使用第三方的內存緩沖軟件，如Memcached。由於Memcached本身的優異特性（高性能，支持跨服務器的分布式存儲，和PHP的無縫集成等），在大型的PHP應用中，Memcached幾乎已經成為不可或缺的基礎設施了。比起使用PHP語言自己實現對象緩沖來，這種第三方解決方案似乎更好一些。
二是數據庫連接的緩沖。對MySQL，PHP提供了一種內置的數據庫緩沖機制，使用起來非常簡單，程序員需要做的只是用mysql_pconnect()代替MySQL_connect()來打開數據庫而已。PHP會自動回收被廢棄的數據庫連接，以供重復使用。具有諷刺意味的是，在實際應用中，這種持久性數據庫連接往往會導致數據庫連接的偽洩漏現象：在某個時間，並發的數據庫連接過多，超過了MySQL的最大連接數，從而導致新的進程無法連接數據庫。但是過一段時間，當並發數減少時，PHP會釋放掉一些連接，網站又會恢復正常。出現這種現象的原因是，當使用pconnect時，Apache的httpd進程會不釋放connect，而當Apache的httpd進程數超過了mysql的最大連接數時，就會出現無法連接的情況。因此，需要小心地調整Apache和Mysql的配置，以使apache的httpd進程數不會超出MySQL的最大連接數。在某些情況下，一些有經驗的PHP程序員寧可繼續使用mysql_connect()，而不是MySQL_pconnect()。
就作者所知，在PHP未來的roadmap中，對於工作模型這一部分，沒有根本性的變動。這是PHP的缺點，也是PHP的優勢，從本質上說，這就是PHP的獨特之處。因此，我們很難期待PHP在近期內會對這一問題做出重大的改變。但是，在對待這個問題帶來的一系列後果時，我們必須謹慎應對。
數據庫訪問接口
長期以來，PHP都缺乏一個象ADO或JDBC那樣的統一的數據庫訪問接口。PHP在訪問不同的數據庫時，使用不同的專門API。例如，使用mysql_connect函數連接MySQL，使用ora_logon函數連接Oracle。平心而論，這種方式並沒有象我們想象的那樣麻煩。在真實項目中，把系統從一種數據庫完全遷移到另一種數據庫的要求是比較少見的，特別是對於LAMP這樣的小型項目而言。而且，只要將訪問數據庫的代碼進行了良好的封裝，遷移的工作量也會較少。另外，使用專門API，在效率上多少會有一些優勢。
雖然如此，PHP的開發人員仍然在努力構建PHP的統一的數據庫訪問接口。從PHP 5.1開始，PHP的發行包內置了PDO（PHP Data Objects，PHP數據對象）。PDO具有如下特性：
統一的數據庫訪問接口。PDO為訪問不同的數據庫提供了統一的接口，並且能夠通過切換數據庫驅動程序，方便地支持各種流行的數據庫。
面向對象。PDO完全基於PHP 5的對象機制，因此區別於基於過程的專用API。
高性能。PDO的底層用C編寫，比起用純PHP開發的其他類似解決方案，有更高的性能。
一個典型的PDO應用如下例：
$pdo = new PDO("mysql:host=localhost;dbname=justtest", " mysql_user ", " MySQL_passWord");
$query = "SELECT id, username FROM userinfo ORDER BY ID";
foreach ($pdo->query($query) as $row) {
echo $row['id']." | ".$row['username']."<br/>";
}
但是，PDO還有一個更重要的問題沒有解決，那就是對數據集的抽象。
無論是ADO還是JDBC，除了提供統一的數據庫訪問接口以外，也提供了對數據集的抽象。也就是說，在通過ADO/JDBC取回數據集結果以後，這些數據集以統一的格式被存放在RecordSet/RowSet對象中，業務邏輯代碼只需要與數據集對象進行交互即可。對數據集進行抽象的直接後果，是徹底地分離了業務邏輯層和數據庫訪問層的代碼，並且也在某種程度上起到了OR Mapping的效果。
自從ADO.NET出現後，數據集的抽象又有了一次不小的進步。和ADO相比，ADO.Net中的DataTable/DataSet類的主要新特性如下：
非連接性。在傳統的ADO模型中，數據集需要占用一個數據庫連接，直到所有工作完成。一旦連接被關閉，數據集的內容也就失效了。ADO.NET中的數據集是非連接的，也就是說，當連接被關閉後，數據集中的內容仍然保存。這種非連接性帶來的直接後果是，數據庫連接可以被最大限度地利用，因為一旦工作完成就可以將連接返回到數據庫連接池中。（ADO也支持非連接的數據集，但是需要程序員自己實現，而ADO.Net的數據集在本質上就是非連接的。）
自描述性。ADO.Net中的數據集是完全自我描述的，而且具有完備的metadata，其內容不但可以從任何特定的數據庫生成，而且可以由代碼動態生成。DataSet可以跟蹤數據的變化，並完成相應的操作。
互操作性。由於非連接性和自描述性，ADO.Net中的數據集可以非常方便地在網絡之間進行傳輸。DataSet可以序列化/反序列化為XML或其他特定的格式。這樣，DataSet不但可以用於同一平台的分布式網絡環境，而且可以用於異構網絡環境。
Java從J2SE 5.0開始內置了CachedRowSet，其原理和ADO.Net的數據集類似。Borland開發的用於取代BDE的新一代數據庫引擎dbExpress，其改進也與此類似。
與之對比，PHP中對數據集的支持顯得非常原始。無論是傳統的API還是PDO，取回的數據僅僅表現為數組，並且沒有任何緩存機制。這意味著，在所有需要訪問數據集的地方，都必須頻繁地使用直接訪問數據庫的API。下面是一個使用MySQL API的例子：
$link = mysql_connect('localhost', 'mysql_user', 'MySQL_passWord');
if (!$link) {
dIE('Could not connect: ' . MySQL_error());
}
MySQL_select_db("justtest");
$result = MySQL_query("SELECT id, username FROM userinfo ORDER BY ID");
while ($row = MySQL_fetch_array($result)) {
echo $row['id']." | ".$row['username']."<br/>";
}
MySQL_close($link);
這樣做的後果是業務邏輯和訪問數據庫的代碼無法分離，在規模較大的系統中尤其嚴重。
就作者所知，PHP官方沒有提供支持抽象數據集的計劃。但是，自己實現這樣一個數據集並不是一件難事。作者參照ADO.Net的架構，使用純PHP代碼編寫了一個規模非常小的數據抽象類庫，姑且稱之為MyPDO。MyPDO大約有1300行代碼，在幾個真實項目中工作得很好。由於篇幅所限，本文不列出它的所有代碼，僅僅給出幾個最主要的類的描述：
DataAdapter接口：定義了所有與數據庫操作相關的方法。
ConceptDataAdapter類：實現了DataAdapter，封裝了訪問特定數據庫的代碼。如MySQLDataAdapter。
DataSet類：實現了自描述的抽象數據集，與具體數據庫無關。可以自我跟蹤數據的變化。
SqlCommandBuilder類：可以跟據DataSet類的內容，自動實現Insert、Update、Delete等操作。
下面是MyPDO的一個典型應用：
$Conn = new MySqlDataConnection(new ConnectionInfo("localhost", "mysql_username", "MySQL_passWord", "justtest", "gbk"));
$Da = $Conn->GetDataAdapter();
$Da->SetSqlString("SELECT id, username FROM userinfo ORDER BY ID");
$Ds = new DataSet();
$Da->Fill($Ds);
$Conn->Disconnect(); // 關閉數據庫連接，但$Ds仍然保存數據內容
echo $Ds; // 調用DataSet的__tostring()方法，格式化輸出內容
通過替換MySQLDataConnection，可以以最小的成本實現不同數據庫之間的切換。
由於上文中討論過的PHP的工作模型，通過MyPDO實現的緩存在性能上獲得的好處有限。但是，在采用Memcached的解決方案中，MyPDO還是能夠帶來很大的便利。因為只有基於非連接方式的數據集，才可能在Memcached這樣的內存池中被緩存。
另外，由於MyPDO中的DataSet是自描述的，內置了WriteToXml和ReadFromXml方式，它無需程序員編碼就可以保存為XML或從XML中還原，在網絡上甚至異構平台之間進行傳輸和識別。在電子商務領域中，這個特性是非常有用的。
