CI框架源码阅读笔记3 全局函数Common.php
从本篇开始，将深入CI框架的内部，一步步去探索这个框架的实现、结构和设计。Common.php文件定义了一系列的全局函数（一般来说，全局函数具有最高的加载优先权，因此大多数的框架中BootStrap引导文件都会最先引入全局函数，以便于之后的处理工作）。
打开Common.php中，第一行代码就非常诡异：
if ( ! defined('BASEPATH')) exit('No direct script access allowed');
上一篇（CI框架源码阅读笔记2 一切的入口 index.php）中，我们已经知道，BASEPATH是在入口文件中定义的常量。这里做这个判断的原因是：避免直接访问文件，而必须由index.php入口文件进入。其实不仅是Common.php，System中所有文件，几乎都要引入这个常量的判断，避免直接的脚本访问：
本文件中定义的函数如下（查看方式 print_r(get_defined_functions())）：
CI中所有全局函数的定义方式都为：
if ( ! function_exists('func_name')){
function func_name(){
//function body
}
}
这样做，是为了防止定义重名函数（之后如果我们要定义系统的全局函数，也都将使用这种定义方式）。下面，一个个展开来看：
1. is_php
这个函数的命名很明显，就是判断当前环境的PHP版本是否是特定的PHP版本（或者高于该版本）
该函数内部有一个static的$_is_php数组变量，用于缓存结果（因为在特定的运行环境中，PHP的版本是已知的且是不变的，所以通过缓存的方式，避免每次调用时都去进行version_compare。这种方式，与一般的分布式缓存（如Redis）的处理思维是一致的，不同的是，这里是使用static数组的方式，而分布式缓存大多使用内存缓存）。
为什么要定义这个函数呢？这是因为，CI框架中有一些配置依赖于PHP的版本和行为（如magic_quotes，PHP 5.3版本之前，该特性用于指定是否开启转义，而PHP5.3之后，该特性已经被废弃）。这就好比是针对不同的浏览器进行Css Hack一样（这里仅仅是比喻，实际上，PHP并没有太多的兼容性问题）。
具体的实现源码:
function is_php($version = '5.0.0')
{
static $_is_php;
$version = (string)$version;
if ( ! isset($_is_php[$version]))
{
$_is_php[$version] = (version_compare(PHP_VERSION, $version) < 0) ? FALSE : TRUE;
}
return $_is_php[$version];
}
2. is_really_writable
这个函数用于判断文件或者目录是否真实可写，一般情况下，通过内置函数is_writable()返回的结果是比较可靠的，但是也有一些例外，比如：
(a). Windows中，如果对文件或者目录设置了只读属性，则is_writable返回结果是true,但是却无法写入。
(b). Linux系统中，如果开启了Safe Mode，则也会影响is_writable的结果
因此，本函数的处理是：
如果是一般的Linux系统且没有开启safe mode，则直接调用is_writable
否则：
如果是目录，则尝试在目录中创建一个文件来检查目录是否可写
如果是文件，则尝试以写入模式打开文件，如果无法打开，则返回false
注意，即使是使用fopen检查文件是否可写，也一定记得调用fclose关闭句柄，这是一个好的习惯。
该函数的源码：
function is_really_writable($file)
{
// If we're on a Unix server with safe_mode off we call is_writable
if (DIRECTORY_SEPARATOR == '/' AND @ini_get("safe_mode") == FALSE)
{
return is_writable($file);
}
// For windows servers and safe_mode "on" installations we'll actually write a file then read it
if (is_dir($file))
{
$file = rtrim($file, '/').'/'.md5(mt_rand(1,100).mt_rand(1,100));
if (($fp = @fopen($file, FOPEN_WRITE_CREATE)) === FALSE)
{
return FALSE;
}
fclose($fp);
@chmod($file, DIR_WRITE_MODE);
@unlink($file);
return TRUE;
}
elseif ( ! is_file($file) OR ($fp = @fopen($file, FOPEN_WRITE_CREATE)) === FALSE)
{
return FALSE;
}
fclose($fp);
return TRUE;
}
3. load_class
这个函数有几个特殊的地方需要重点关注：
(1). 注意这个函数的签名，function &load_class( $class,$directory,$prefix).看到前面那个特殊的&符号没？没错，这个函数返回的是一个class实例的引用. 对该实例的任何改变，都会影响下一次函数调用的结果。
(2). 这个函数也有一个内部的static变量缓存已经加载的类的实例，实现方式类似于单例模式（Singleton）
(3). 函数优先查找APPPATH和BASEPATH中查找类，然后才从$directory中查找类，这意味着，如果directory中存在着同名的类（指除去前缀之后同名），CI加载的实际上是该扩展类。这也意味着，可以对CI的核心进行修改或者扩展。
下面是该函数的源码：
function &load_class($class, $directory = 'libraries', $prefix = 'CI_')
{
/* 缓存加载类的实例 */
static $_classes = array();
if (isset($_classes[$class]))
{
return $_classes[$class];
}
$name = FALSE;
/* 先查找系统目录 */
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;
}
}
/*查找之后并没有立即实例化，而是接着查找扩展目录 */
if (file_exists(APPPATH.$directory.'/'.config_item('subclass_prefix').$class.'.php'))
{
$name = config_item('subclass_prefix').$class;
if (class_exists($name) === FALSE)
{
require(APPPATH.$directory.'/'.config_item('subclass_prefix').$class.'.php');
}
}
/* 没有找到任何文件 */
if ($name === FALSE)
{
exit('Unable to locate the specified class: '.$class.'.php');
}
/*将$class计入已加载的类列表*/
is_loaded($class);
/* 取得实例化 */
$_classes[$class] = new $name();
return $_classes[$class];
}
4. is_loaded
这个函数用于追踪所有已加载的class。代码比较简洁，没有太多可讲的地方，这里直接贴出源码：
function &is_loaded($class = '')
{
static $_is_loaded = array();
if ($class != '')
{
$_is_loaded = $class;
}
return $_is_loaded;
}
5. get_config
这个函数用于加载主配置文件（即位于config/目录下的config.php文件，如果定义了针对特定ENVIRONMENT的config.php文件，则是该文件）。该函数的签名为:
function &get_config($replace = array())
有几个需要注意的点：
(1). 函数只加载主配置文件，而不会加载其他配置文件（这意味着，如果你添加了其他的配置文件，在框架预备完毕之前，不会读取你的配置文件）。在Config组件实例化之前，所有读取主配置文件的工作都由该函数完成。
(2). 该函数支持动态运行的过程中修改Config.php中的条目（配置信息只可能修改一次，因为该函数也有static变量做缓存，若缓存存在，则直接返回配置）
(3). Return $_config = & $config。是config文件中$config的引用，防止改变Config的配置之后，由于该函数的缓存原因，无法读取最新的配置。
这里还有一点无法理解，作者使用了$_config数组来缓存config，而只使用了$_config,那么问题来了，为什么不用单一变量代替，即：$_config = & $config; 如果有知道原因的童鞋，麻烦告知一声。
该函数的实现源码：
function &get_config($replace = array())
{
static $_config;
if (isset($_config))
{
return $_config;
}
if ( ! defined('ENVIRONMENT') OR ! file_exists($file_path = APPPATH.'config/'.ENVIRONMENT.'/config.php'))
{
$file_path = APPPATH.'config/config.php';
}
if ( ! file_exists($file_path))
{
exit('The configuration file does not exist.');
}
require($file_path);
if ( ! isset($config) OR ! is_array($config))
{
exit('Your config file does not appear to be formatted correctly.');
}
if (count($replace) > 0)
{
foreach ($replace as $key => $val)
{
if (isset($config[$key]))
{
$config[$key] = $val;
}
}
}
return $_config =& $config;
}
6. config_item
这个函数调用了load_config,并获取相应的设置条目。代码比较简洁。不做过多的解释，同样只贴出源码：
function config_item($item)
{
static $_config_item = array();
if ( ! isset($_config_item[$item]))
{
$config =& get_config();
if ( ! isset($config[$item]))
{
return FALSE;
}
$_config_item[$item] = $config[$item];
}
return $_config_item[$item];
}
7. show_error
这是CI定义的可以用来展示错误信息的函数，该函数使用了Exceptions组件（之后我们将看到，CI中都是通过Exceptions组件来管理错误的）来处理错误。
例如，我们可以在自己的应用程序控制器中调用该函数展示错误信息：
Show_error(“trigger error info”);
CI框架的错误输出还算是比较美观：
注意该函数不仅仅是显示错误，而且会终止代码的执行（exit）
该函数的源码：
function show_error($message, $status_code = 500, $heading = 'An Error Was Encountered')
{
$_error =& load_class('Exceptions', 'core');
echo $_error->show_error($heading, $message, 'error_general', $status_code);
exit;
}
8. show_404
没有太多解释的东西，返回404页面
源码：
function show_404($page = '', $log_error = TRUE)
{
$_error =& load_class('Exceptions', 'core');
$_error->show_404($page, $log_error);
exit;
}
9. log_message
调用Log组件记录log信息，类似Debug。需要注意的是，如果主配置文件中log_threshold被设置为0，则不会记录任何Log信息，该函数的源码：
function log_message($level = 'error', $message, $php_error = FALSE)
{
static $_log;
if (config_item('log_threshold') == 0)
{
return;
}
$_log =& load_class('Log');
$_log->write_log($level, $message, $php_error);
}
10. set_status_header
CI框架允许你设置HTTP协议的头信息（具体的HTTP状态码和对应含义可以参考：http://blog.iyunv.com/ohmygirl/article/details/6922313）。设置方法为：
$this->output->set_status_header(“401”，“lalalala”);(CI的Output组件暴露了set_status_header()对外接口，该接口即是调用set_status_header函数)
值得注意的是，现在很多服务器内部扩展加入了自定义的状态码，如nginx：
ngx_string(ngx_http_error_495_page), /* 495, https certificate error */
ngx_string(ngx_http_error_496_page), /* 496, https no certificate */
ngx_string(ngx_http_error_497_page), /* 497, http to https */
ngx_string(ngx_http_error_404_page), /* 498, canceled */
ngx_null_string, /* 499, client has closed connection */
所以你在查看服务器的error_log时，如果看到了比较诡异的错误状态码，不要惊慌，这不是bug. 这也说明，如果你要自定义自己的状态码和状态码描述文案，可以在该函数的内部$stati变量中添加自定义的状态码和文案。更多详细的内容，可以查看header函数的manual。
源码：
function set_status_header($code = 200, $text = '')
{
/* 所有的已定义状态码和描述文本 */
$stati = array(
/* 2xx 成功 */
200 => 'OK',
201 => 'Created',
202 => 'Accepted',
203 => 'Non-Authoritative Information',
204 => 'No Content',
205 => 'Reset Content',
206 => 'Partial Content',
/* 3xx 重定向 */
300 => 'Multiple Choices',
301 => 'Moved Permanently',
302 => 'Found',
304 => 'Not Modified',
305 => 'Use Proxy',
307 => 'Temporary Redirect',
/* 4xx 客户端错误 */
400 => 'Bad Request',
401 => 'Unauthorized',
403 => 'Forbidden',
404 => 'Not Found',
405 => 'Method Not Allowed',
406 => 'Not Acceptable',
407 => 'Proxy Authentication Required',
408 => 'Request Timeout',
409 => 'Conflict',
410 => 'Gone',
411 => 'Length Required',
412 => 'Precondition Failed',
413 => 'Request Entity Too Large',
414 => 'Request-URI Too Long',
415 => 'Unsupported Media Type',
416 => 'Requested Range Not Satisfiable',
417 => 'Expectation Failed',
/* 5xx 服务器端错误 */
500 => 'Internal Server Error',
501 => 'Not Implemented',
502 => 'Bad Gateway',
503 => 'Service Unavailable',
504 => 'Gateway Timeout',
505 => 'HTTP Version Not Supported'
);
/* 状态码为空或者不是数字，直接抛出错误并退出 */
if ($code == '' OR ! is_numeric($code))
{
show_error('Status codes must be numeric', 500);
}
if (isset($stati[$code]) AND $text == '')
{
$text = $stati[$code];
}
/* 设置的状态码不在已定义的数组中 */
if ($text == '')
{
show_error('No status text available.Please check your status code number or supply your own message text.', 500);
}
$server_protocol = (isset($_SERVER['SERVER_PROTOCOL'])) ? $_SERVER['SERVER_PROTOCOL'] : FALSE;
/* PHP以CGI模式运行 */
if (substr(php_sapi_name(), 0, 3) == 'cgi')
{
header("Status: {$code} {$text}", TRUE);
}
elseif ($server_protocol == 'HTTP/1.1' OR $server_protocol == 'HTTP/1.0')/* 检查HTTP协议 */
{
header($server_protocol." {$code} {$text}", TRUE, $code);
}
else
{
header("HTTP/1.1 {$code} {$text}", TRUE, $code);/*默认为HTTP/1.1 */
}
}
11. _exception_handler
先看函数的签名：
function _exception_handler($severity, $message, $filepath, $line);
$ severity :发生错误的错误码。整数
$message :错误信息。
$filepath :发生错误的文件
$line :错误的行号
这个函数会根据当前设置的error_reporting的设置和配置文件中threshold的设置来决定PHP错误的显示和记录。在CI中，这个函数是作为set_error_handler的callback, 来代理和拦截PHP的错误信息（PHP手册中明确指出：以下级别的错误不能由用户定义的函数来处理： E_ERROR、 E_PARSE、 E_CORE_ERROR、 E_CORE_WARNING、 E_COMPILE_ERROR、 E_COMPILE_WARNING，和在 调用 set_error_handler() 函数所在文件中产生的大多数 E_STRICT 。同样，如果在set_error_handler调用之前发生的错误，也无法被_exception_handler捕获，因为在这之前，_exception_handler尚未注册）。
再看源码实现：
if ($severity == E_STRICT){
return;
}
E_STRICT是PHP5中定义的错误级别，是严格语法模式的错误级别，并不包含在E_STRICT. 由于E_STRICT级别的错误可能会很多，因此，CI的做法是，忽略这类错误。
函数中实际处理和记录错误信息的是Exception组件：
$_error =& load_class('Exceptions', 'core');
然后根据当前的error_reporting设置，决定是显示错误（show_php_error）还是记录错误日志(log_exception)：
if (($severity & error_reporting()) == $severity)
{
$_error->show_php_error($severity, $message, $filepath, $line);
}
注意，这里是位运算&而不是逻辑运算&&, 由于PHP中定义的错误常量都是整数，而且是2的整数幂（如
1 E_ERROR
2 E_WARNING
4 E_PARSE
8 E_NOTICE
16 E_CORE_ERROR
...
），因此可以用&方便判断指定的错误级别是否被设置，而在设置的时候，可以通过|运算：
/* 显示E_ERROR,E_WARNING,E_PARSE错误 */
error_reporting(E_ERROR | E_WARNING | E_PARSE);
/* 显示除了E_NOTICE之外的错误 */
error_reporting(E_ALL & ~E_NOTICE | E_STRICE);
这与Linux的权限设置rwx的设计思想是一致的（r:4w:2x:1）
有时候仅仅显示错误是不够的，还需要记录错误信息到文件：
如果主配置文件config.php中$config['log_threshold'] == 0，则不记录到文件：
if (config_item('log_threshold') == 0)
{
return;
}
否者，记录错误信息到文件（这之中，调用组件Exception去写文件，Exception组件中会调用log_message函数，最终通过Log组件记录错误信息到文件。模块化的一个最大特点是每个组件都负责专门的职责，而模块可能还会暴露接口被其他组件调用。）
最后，贴上完整的源码：
function _exception_handler($severity, $message, $filepath, $line)
{
if ($severity == E_STRICT)
{
return;
}
$_error =& load_class('Exceptions', 'core');
if (($severity & error_reporting()) == $severity)
{
$_error->show_php_error($severity, $message, $filepath, $line);
}
if (config_item('log_threshold') == 0)
{
return;
}
$_error->log_exception($severity, $message, $filepath, $line);
}
12. Remove_invisiable_character
这个函数的含义非常明确，就是去除字符串中的不可见字符。这些不可见字符包括：
ASCII码表中的00-31，127（保留09,10,13，分别为tab,换行和回车换行，这些虽然不可见，但却是格式控制字符）。然后通过正则替换去除不可见字符：
do{
$str = preg_replace($non_displayables, '', $str, -1, $count);
}
while ($count);
理论上将，preg_replace会替换所有的满足正则表达式的部分，这里使用while循环的理由是：可以去除嵌套的不可见字符。如%%0b0c。如果只执行一次替换的话，剩余的部分%0c依然是不可见字符，所以要迭代去除（$count返回替换的次数）。
完整的函数源码：
function remove_invisible_characters($str, $url_encoded = TRUE)
{
$non_displayables = array();
if ($url_encoded)
{
$non_displayables[] = '/%0/'; // url encoded 00-08, 11, 12, 14, 15
$non_displayables[] = '/%1/'; // url encoded 16-31
}
$non_displayables[] = '/[\x00-\x08\x0B\x0C\x0E-\x1F\x7F]+/S'; // 00-08, 11, 12, 14-31, 127
do
{
$str = preg_replace($non_displayables, '', $str, -1, $count);
}while ($count);
return $str;
}
13. Html_escape
这个函数，实际上是数组中的元素递归调用htmlspecialchars。
函数实现源码：
function html_escape($var)
{
if (is_array($var))
{
return array_map('html_escape', $var);
}
else
{
return htmlspecialchars($var, ENT_QUOTES, config_item('charset'));
}
}
总结一下，Common.php是在各组件加载之前定义的一系列全局函数。这些全局函数的作用是获取配置、跟踪加载class、安全性过滤等。而这么做的目的之一，就是避免组件之间的过多依赖。
参考文献:
PHP引用：http://www.iyunv.com/xiaochaohuashengmi/archive/2011/09/10/2173092.html
HTTP协议：http://www.iyunv.com/TankXiao/archive/2012/02/13/2342672.html
单例模式：http://cantellow.iteye.com/blog/838473
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