php7 新特性使用总结

2015年12月3日，PHP 开发小组宣布第一个可用的PHP 7.0版本诞生了！这一天，标志着PHP版本进入了7系列：

http://php.net/archive/2015.php#id2015-12-03-1

PHP 7搭载了新版Zend引擎，做了大量的改善和提升，并提供了很多新特性，比如：
1. 速度的提升，PHP 7的速度是PHP 5.6的两倍以上。
2. 内存使用显著优化。
3. 使用抽象语法树。
4. 支持64位，统一不同平台下的整型长度，字符串和文件上传都支持大于2GB。
5. 更多Error错误可以进行异常处理。
6. 更安全可靠的随机数生成。
7. 移除了旧的和不支持的 SAPIs 和扩展
8. 等等

对于PHP 7的新特性，由于改动很多，这里不一一做详细介绍，有兴趣可以直接去官网访问：
http://php.net/manual/en/migration70.new-features.php

下面是在使用中，觉得很有帮助的新特性，我在此作汇总。

标量类型声明

4种标量类型声明：int，float，string，bool
2种模式：强制 (默认) 和严格模式

默认情况下，所有的PHP文件都处于弱类型校验模式。新的declare指令，通过指定strict_types的值（1或者0），1表示严格类型校验模式，作用于函数调用和返回语句；0表示弱类型校验模式。declare(strict_types=1)必须是文件的第一个语句。如果这个语句出现在文件的其他地方，将会产生一个编译错误，块模式是被明确禁止的。

strict_types指令只影响指定使用的文件，不会影响被它包含（通过include等方式）进来的其他文件。

举例，在默认情况下（strict_types=0）：

declare(strict_types=0);
function foo(int $val)
{
echo $val;
}
foo(0); //输出0
foo('1'); //输出1
foo('test'); //报错

此时，最后一个会报错，提示类型不对：
Fatal error: Uncaught TypeError: Argument 1 passed to foo() must be of the type integer, string given.

我们修改参数，在严格情况下（strict_types=1）：

declare(strict_types=1);
function foo(int $val)
{
echo $val;
}
foo(0); //输出0
foo('1'); //报错
foo('test'); //报错

我们发现，最后两个都会报错，提示类型不对：
Fatal error: Uncaught TypeError: Argument 1 passed to foo() must be of the type integer, string given.

也就是说，默认情况下，会将字符串1转换为int 1，而严格模式下，则不会转换。

在使用过程中，哪个文件需要严格模式，就在哪个文件头部声明：

strict_types指令影响同一个文件下的所有函数调用，不管这个被调函数是否在这个文件内定义的，都会采用严格类型校验模式。

在现代编程语言的实际应用中，有三种主要的方法去检查参数和返回值的类型：
1. 全严格类型检查（也就是不会有类型转换发生）。例如F#、GO、Haskell、Rust和Facebook的Hack的用法。
2. 广泛原始类型检查（“安全”的类型转换会发生）。例如Java、D和Pascal。他们允许广泛原始类型转换（隐式转换），也就是说，一个8-bit的integer可以根据函数参数需要，被隐形转换为一个16-bit的integer，而且int也可以被转换为float的浮点数。其他类型的隐式转换则不被允许。
3. 弱类型检查（允许所有类型转换，可能会引起警告），它被有限制地使用在C、C#、C++和Visual Basic中。它们尝试尽可能“不失败”，完成一次转换。

通过上面的例子，不难看出，PHP 7默认采用弱类型校验机制，同时追加一个开关，允许转换为广泛类型校验机制（也就是严格类型校验机制）。

为什么要在每个文件里各自声明strict_types校验模式，而不是统一声明，或者直接在函数声明。其实有很多好处：
1. 人们可以选择适合他们的类型校验，也就是说，这个方案希望同时满足严格和弱类型校验两个阵营。
2. API不会被强制适应某个类型声明模式。
3. 因为文件默认使用弱类型校验方案，已经存在的代码库，可以在不破坏代码结构的情况下，添加标量类型声明。也可以让代码库逐步添加类型声明，或者仅部分模块添加。
4. 只需要一个单一语法，就可以定义标量类型声明。
5. 更喜欢严格类型校验的人，通常，不仅将这个特性使用在用户定义的函数，同时也使用在拓展和PHP内置函数中。也就是说，PHP使用者会得到一个统一机制，而不会产生严格标量声明的矛盾。
6. 在严格类型校验模式下，拓展和PHP内置函数产生的类型校验失败的错误级别，和用户自定函数产生的会保持一致，都是E_RECOVERABLE_ERROR。
7. 它允许严格类型和弱类型代码，在一个单一的代码库中无缝集成。

具体参考：

https://wiki.php.net/rfc/scalar_type_hints_v5

返回值类型声明

函数的返回值支持类型声明，和标量类型声明类似，也会根据strict_types而采用相应的模式。

比如，这个代码会返回3：

declare(strict_types=0);
function getNum(): int
{
return 3.14;
}
var_dump(getNum());

如果改为严格模式：

declare(strict_types=1);
function getNum(): int
{
return 3.14;
}
var_dump(getNum()); //int(3)

报错：Uncaught TypeError: Return value of getNum() must be of the type integer, float returned

null合并运算符

由于日常使用中存在大量同时使用三元表达式和 isset()的情况，我们添加了null合并运算符 (??) 这个语法糖。如果变量存在且值不为NULL，它就会返回自身的值，否则返回它的第二个操作数。

语法糖是指计算机语言中添加的某种语法，这种语法对语言的功能并没有影响，但是更方便程序员使用。

我们在开发web应用时，经常会读取GET和POST参数，为了更好的兼容，有些参数如果不传则使用默认值，代码可能如下：

$limit = isset($_POST['limit']) ? $_POST["limit"] : 10;
$username = isset($_GET['user']) ? $_GET['user'] : 'nobody';

在PHP 7中，我们可以使用一种更为简洁的方式：

$limit = $_POST['limit'] ?? 10;
$username = $_GET['user'] ?? 'nobody';

更一般的，可以对GET和POST都做兼容处理：

$username = $_GET['user'] ?? $_POST['user'] ?? 'nobody';

对于三元表达式，这里强调一点，三元表达式和null合并运算符不一样，如果变量是0，两者还是有区别的：

$a = false;
var_dump($a ?? 3); // bool(false)
var_dump($a ?: 3); // int(3)

null合并运算符，仅判断是否存在，是否为null，因此0或者false都被视为存在。

太空船操作符

Spaceship operator，也叫太空船操作符，主要是长得像一艘船：
<=>

太空船操作符用于比较两个表达式，当$a小于、等于或大于$b时它分别返回-1、0或1。

很好理解，直接看官方代码：

<?php
// 整数
echo 1 <=> 1; // 0
echo 1 <=> 2; // -1
echo 2 <=> 1; // 1

// 浮点数
echo 1.5 <=> 1.5; // 0
echo 1.5 <=> 2.5; // -1
echo 2.5 <=> 1.5; // 1

// 字符串
echo "a" <=> "a"; // 0
echo "a" <=> "b"; // -1
echo "b" <=> "a"; // 1

对于这一操作符，我问过几个人，他们都知道这个符号是什么，做什么，但是问他们应用场景的时候，一般都不知道，或者说可能用于排序，也不清楚什么样的排序场景会用到。

其实，太空船主要是和php排序方法结合使用，可以在一些场景下更简洁优雅，比如usort、uasort、uksort等：

$things = [
[
'foo' => 5.5,
'bar' => 'abc'
],
[
'foo' => 7.7,
'bar' => 'xyz'
],
[
'foo' => 2.2,
'bar' => 'efg'
]
];

// Sort $things by 'foo' property, ascending
usort($things, function ($a, $b) {
return $a['foo'] <=> $b['foo'];
});
print_r($things);

// Sort $things by 'bar' property, descending
usort($things, function ($a, $b) {
return $b['bar'] <=> $a['bar'];
});
print_r($things);

代码会分别以升序和降序进行排序，输出如下：

Array
(
[0] => Array
(
[foo] => 2.2
[bar] => efg
)
[1] => Array
(
[foo] => 5.5
[bar] => abc
)
[2] => Array
(
[foo] => 7.7
[bar] => xyz
)
)

Array
(
[0] => Array
(
[foo] => 7.7
[bar] => xyz
)
[1] => Array
(
[foo] => 2.2
[bar] => efg
)
[2] => Array
(
[foo] => 5.5
[bar] => abc
)
)

安全机制

对于随机数的生成，PHP 7加入了高安全级别的随机字符串和随机整数两个函数：
string random_bytes ( int $length )
int random_int ( int $min , int $max )

这两个函数，会借助系统内置的高安全级别随机：
Windows系统使用CryptGenRandom。
Linux系统使用getrandom(2) syscall。
在其他平台会使用/dev/urandom。
如果以上平台找不到对应的内置方法，则进行报错处理。

对于加密要求不高的随机数，random_int和rand没什么区别，都是随即返回指定区间的随机数，stackoverflow上面有讨论，可以参考：

PHP rand() vs. random_int()

代码效果如下：

//生成32位的16进制随机数
$bytes = random_bytes(16);
var_dump(bin2hex($bytes));
//输出：string(32) "bfedab7de544bf5ea50ec9fc1fb03959"

//随机生成四位校验码
random_int(1000, 9999);

断言/预期

assert() 方法是向后兼用并增强之前的 assert() 的方法，它使得在生产环境中启用断言为零成本，并且提供当断言失败时抛出特定异常的能力。老版本的API出于兼容目的将继续被维护，assert()现在是一个语言结构，它允许第一个参数是一个表达式，而不仅仅是一个待计算的string或一个待测试的boolean。

在PHP 7中，assert()是一种语言结构，允许对期望进行定义：在开发和测试环境中生效的断言，但在生产过程中被优化为零成本。

为了向后兼容，虽然assert_options()仍然可以用于行为控制，但是PHP 7提供了两个新的配置指令来控制其行为，而不是调用assert_options方法。

指令	默认值	描述
zend.assertions	1	1: 生成并执行代码 (开发环境) 0: 生成代码但跳过执行 -1: 不生成代码 (生产环境)
assert.exception	0	1: 当断言失败时抛出指定的异常，在没有提供异常的情况下抛出一个新的AssertionError对象 0: 不会触发异常，仅发出警告（和PHP 5兼容）

1. 安装php时，php.ini-development和php.ini-production文件中，zend.assertions的值分别是1和-1。
2. 关于assert的配置指令，直接在php.ini文件修改，ini_set不生效。

官方提供的代码示例，比较清晰解释了指令的具体作用，如下。

assert(true == false);
echo 'Hi!';

zend.assertions=0时，输出如下:

Hi!

zend.assertions=1，assert.exception=0时，输出如下:

Warning: assert(): assert(true == false) failed in - on line 2
Hi!

zend.assertions=1，assert.exception=1时，输出如下:

Fatal error: Uncaught AssertionError: assert(true == false) in -:2
Stack trace:
#0 -(2): assert(false, 'assert(true == ...')
#1 {main}
thrown in - on line 2

其它特性

针对PHP语法编写，进行了一些优化，让我们的代码更加美观。

通过 define() 定义常量数组:

define('ANIMALS', [
'dog',
'cat',
'bird'
]);
echo ANIMALS[1]; // outputs "cat"

匿名类的支持：

// PHP 5.x
class MyLogger {
public function log($msg) {
print_r($msg . "\n");
}
}

$pusher->setLogger( new MyLogger() );

// New Hotness
$pusher->setLogger(new class {
public function log($msg) {
print_r($msg . "\n");
}
});

use的一次性导入：

// PHP 7 之前的代码
use some\namespace\ClassA;
use some\namespace\ClassB;
use some\namespace\ClassC as C;

use function some\namespace\fn_a;
use function some\namespace\fn_b;
use function some\namespace\fn_c;

use const some\namespace\ConstA;
use const some\namespace\ConstB;
use const some\namespace\ConstC;

// PHP 7+ 及更高版本的代码
use some\namespace\{ClassA, ClassB, ClassC as C};
use function some\namespace\{fn_a, fn_b, fn_c};
use const some\namespace\{ConstA, ConstB, ConstC};

session_start() 可以接受一个 array 作为参数，用来覆盖 php.ini 文件中设置的会话配置选项:

session_start([
'cache_limiter' => 'private',
'read_and_close' => true,
]);

最后，附上PHP 7性能对比图：

夏之冰雪