PHP沉思录之三：Smarty

kevin0490

在任何Web应用中，如何将程序代码和界面设计，或者说，将逻辑层和表现层分离开来，都会是一个问题。对于PHP这种类型的嵌入网页的脚本语言，这一问题尤其突出。在新手编写的代码中，把访问数据库的代码和操纵HTML元素的代码写在同一个页面里，是很常见的情况。为了避免这一问题，开发者倾向于将涉及业务逻辑的代码封装在某些单独的库文件中，再在负责显示界面的文件中将它们include进来。但是，这仍然无法避免在显示界面的文件中包含大量的PHP代码。究其所以然，是因为除了涉及业务逻辑的代码以外，即使仅仅在显示层，也往往涉及到复杂的显示逻辑。在一个典型的显示页面中，程序需要先包含所有必需的库文件，初始化上下文环境，创建相关业务逻辑对象（假如数据库访问代码已经被业务逻辑对象封装，可以节省数据库相关的代码），最后在HTML的空隙中把对象格式化为HTML元素进行显示。于是我们看到了无数这样的页面，在第一行HTML开始之前，就已经包含了数十行甚至更多的PHP代码，在HTML的内部，仍然充满了各种各样的PHP代码。因此，PHP代码和HTML代码搅和在一块的问题仍然无法解决，对HTML的修改仍然可能导致整个PHP程序崩溃。更加麻烦的是，这种不清晰的结构妨碍了PHP应用在规模上的进一步扩张。

        为了解决这一问题，模板（template）技术应运而生。模板技术的基本原理是，通过一个解析器（parser），读取指定的模板文件（包含了某些特定标签的HTML文件），将这些标签替换为相关的PHP变量，再输出为标准的HTML。通过这种方式，不但分离了业务逻辑层和表现层，而且也尽可能地分离了显示逻辑和HTML代码。通过替换不同的模板文件，可以方便地生成各种格式的输出，例如HTML，XML，WML，后期稍加处理甚至可以生成PDF和 Flash。早期较为著名的PHP模板引擎有PHPLib中的Template和FastTemplate。

        但是，模板技术也有其先天的缺陷。
　　
        无法彻底分离逻辑。显示逻辑和HTML代码很难通过简单的标签替换，实现彻底的分离。例如，遍历并显示一个数组，在PHP中可以用简单的foreach语句实现，但是使用模板时，就需要进行对整个模板文件进行多次替换操作，造成效率的极大降低；或者根据不同的数据值显示不同的格式，如果模板文件完全不包含 PHP代码，那么将很难做到这一点。

        解析导致的性能损失。由于每次PHP页面被访问时，解析器都必须对模板文件进行替换操作，无疑会降低PHP应用的性能。尤其在多次的替换操作时更是如此。因此，不使用模板比使用模板往往更加快速，这也是许多PHP程序员摒弃模板技术的原因之一。
　　
       在经过数年的发展之后，“编译型”的模板技术渐渐占据了主流。所谓“编译型”，是指解析器读取模板文件以后，并不直接生成静态HTML，而是 “编译”成一个新的PHP文件，并将它保存起来。以后访问该页面时，模板引擎会直接执行“编译”后的PHP文件。Smarty是这种模板引擎的代表。

        针对以上的两个问题，Smarty作了如下处理：
　　
        独立语法。Smarty实现了一套自己的语法，这套语法不但支持变量替换和简单的判断，而且支持循环，修饰符（modifier），内置了很多功能强大的函数，而且还支持自定义函数。这套系统保证Smarty能够完全独立地处理显示输出，无须再和PHP有什么瓜葛。事实上，在Smarty模板中，是不可以直接使用PHP代码的（通过显式定义可以使用），这也是一种强制分离逻辑层和表现层的方式。(理论上来说，Smarty的模板文件也可以应用于其它语言。)但是，这种解决方式也受到了指责，因为Smarty的语法过于强大，几乎变成了一门新的语言，指责者认为，这反而增加了复杂性。但是，根据作者的实际经验，Smarty的语法不但非常简单直观，而且只需要掌握一些最初级的语法，就足可以应付绝大多数的应用。即使是不懂编程的网页设计师，也很容易就能够掌握。

        编译机制。Smarty的“编译”机制，节省了用于反复解析模板文件的时间，极大地提高了速度。由于“编译”后生成的是标准的PHP文件，因此从理论上来说，执行的速度不会低于没有模板的PHP应用的速度。在一些和解析型模板引擎进行的对比测试中，Smarty在第一次访问时落后，但是在以后的访问中速度远远超出竞争对手。而且，这种编译过程是智能的，在模板文件的内容被改变后，Smarty会自动重新编译，因此对于开发者来说，编译过程完全无需人工干预。另外，如果你愿意的话，生成的PHP文件还可以方便地应用于Zend Accelerator这样的工具，进行二次编译。
　　
        除此之外，Smarty还拥有其他一些优秀的特性：
　　
        缓存机制。由于实现了编译机制，在接收到对某个模板文件的访问请求时，Smarty会自动将它重定向到编译后的PHP文件。但是，这也意味着，Smarty也可以将它重定向到任何其他的文件——例如静态的HTML文件。在此基础之上，Smarty实现了自己的基于页面的缓存机制。 Smarty能够将编译后的PHP文件产生的结果——静态HTML——保存起来，将重复发送的请求直接重定向给它，这意味着对于第一次之后的请求，不需要执行任何PHP代码（Smarty本身的代码当然除外）。对于不需要频繁更新的页面（我们知道这种网页往往在整个网站中占大多数），通过这种缓存机制获取的性能提升是惊人的。而且，由于它是在页面级实现的，因此完全无须涉及到复杂的对象级缓存问题，保持了逻辑上的简单性。

        可配置性。Smarty在开发之初就将高度的可配置性作为自己的一个设计目标。它本身以100%的PHP编写，以源代码的方式发行，只需要将Smarty 简单地拷贝到你的文件路径中，就可以使用了。Smarty的各项配置变量，都可以通过修改config文件或者手动编码进行定制。例如，Smarty默认的定界符是花括号（{}），但是这往往和Javascript以及CSS中的花括号冲突。为了解决这一问题，可以简单地将默认定界符修改为其他的字符（例如ASP风格的“<%”和“%>”）。

        可扩展性。Smart的实现基于面向对象的架构，并且提供了插件机制，非常便于用户修改和扩展其默认的认为。当然，你也可以直接修改它的源代码来达到目的。（对于基于脚本语言的开源应用来说，这是非常惬意的，因为你甚至不需要重新编译。）
　　
        让我们来看一个最简单的Smarty应用。这个应用包括两个文件：
　　
        TestSmarty.php 调用Smarty类库，初始化变量，并解析相应的模板文件
        TestSmarty.tpl 模板文件，其实就是包含了Smarty标签的HTML，放在指定的模板目录下，默认是./templates
　　
        TestSmarty.php的内容如下：
Html代码
　　   
　　<?php  
　　include_once("./smarty/Smarty.class.php");   
　　   
　　$Smarty = new Smarty();   
　　$Smarty->assign("HelloStr", "Hello, world");   
　　$Smarty->display("TestSmarty.tpl");   
　　?>  

　　
　　<?php
　　include_once("./smarty/Smarty.class.php");
　　
　　$Smarty = new Smarty();
　　$Smarty->assign("HelloStr", "Hello, world");
　　$Smarty->display("TestSmarty.tpl");
　　?>
　　

        这个文件的内容非常简单，任何有过PHP经验的程序员都应该能够理解：首先将Smarty类库所在的文件include进来，然后创建一个新的Smarty对象，并对HelloStr变量进行赋值，最后解析TestSmarty.tpl文件。
        TestSmarty.php的内容如下：
　　
Html代码
This is a string from Smarty: {$HelloStr}  

This is a string from Smarty: {$HelloStr}
　　
　　 解析的结果为：
　　
Html代码
This is a string from Smarty: Hello, world  

This is a string from Smarty: Hello, world
　　
　　 此时检查存放编译后的PHP文件的子目录（默认是./templates_c）,可以找到一个名叫%%65^650^65099D8B%%TestSmarty.tpl.php的文件，内容如下：
　　
<?php /* Smarty version 2.6.18, created on 2007-08-12 03:04:56
compiled from TestSmarty.tpl */ ?>
This is a string from Smarty:
<?php echo $this->_tpl_vars['HelloStr']; ?>
　　
        这就是Smarty引擎编译生成的结果。
        为了启用缓存，可以在TestSmarty.php文件中加入这么一行（当然必须在display方法之前）：
　　
Html代码
$Smarty->caching = 1;  

$Smarty->caching = 1;
　　
        重新访问该页面，然后检查存放缓存文件的子目录（默认是./cache），可以找到一个名叫%%65^650^65099D8B%%TestSmarty.tpl的文件，内容如下：
　　
    136
　　 a:4:{s:8:"template";a:1:{s:14:"TestSmarty.tpl";b:1;}s:9:"timestamp";i:1186888266;s:7:"expires";i:1186891866;s:13:"cache_serials";a:0:{}}This is a string from Smarty: Hello, world
　　
        这就是生成的缓存文件，在静态的HTML文件之前，包含了已经序列化的PHP信息。虽然这些信息无法被直接阅读，但是多少还是能够猜测出来：模板的子目录，模板文件名，时间戳，生存期（过期时间），等等。如果读者有兴趣研究它们的详细定义，可以阅读Smarty的源代码。
        注意，上述信息中包含了一项：生存期，即当前缓存在多长时间以后过期。Smarty默认的生存期是1小时，即3600秒。可以通过修改Smarty属性来设置生命期，代码如下：
　　
Html代码
$Smarty->cache_lifetime = 1800;  

$Smarty->cache_lifetime = 1800;
　　
        时间单位是秒，设置为1800表示当前缓存半小时后过期。
        Smarty还支持为同一个模板创建多个缓存实例，这在实际应用中是非常常见的。举例来说，假设某个博客系统中，显示article的页面为 Article.php，对应的模板文件为Article.tpl。但是，article页面的内容根据不同的article ID而不同，因此，必须为同一个页面创建不同的缓存实例。Smarty可以轻松做到这一点：
　　
Html代码
$Smarty->display("Article.tpl", $ArticleId);  

$Smarty->display("Article.tpl", $ArticleId);
　　
        只要将一个唯一标识符（在这个例子中是article的ID）作为第二个参数传给display方法，Smarty就会自动完成一切。
　　
        Smarty出现的时间虽然较老牌的PHPLib Template和FastTemplate为晚，但是发展非常迅速，而且已经成为PHP的官方子项目，拥有二级域名http://smarty.php.net/。正如它的官方站点上所说，与其说Smarty是一个模板引擎，不如说它是一个表现层的Framework。这句话极为重要。

        作者个人认为，Smarty诞生和逐渐取得主流地位的意义，不仅仅是提供了一个优秀的模板引擎，而是表示PHP在解决更大规模的应用上迈出了坚实的一步。如果说Java是一开始就将解决大规模应用作为自己的设计目标的话，那么PHP就是在开源社区的推动下，在不断的改进中逐渐接近这一目标。当一个PHP应用采用了Smarty这样优秀和成熟的表现层解决方案，以及其他一些类似的技术（例如好的ORM解决方案）以后，它能够解决的问题的规模就比过去大得多了。通过这些现象，我们可以看到，PHP，或者说LAMP，正在以稳健而持续的步伐，向企业级应用迈进。