怎么通过PHP实现视图模板引擎的解析和渲染

0、引言

上篇教程学院君给大家简单介绍了什么是 MVC 设计模式，并演示了如何基于原生 PHP 代码编写简单的 HTTP 控制器，控制器对应 MVC 模式中的 C（Controller），今天，我们一起来看下 MVC 模式中另一个模块 —— 视图（View，对应 MVC 模式中的 V），并且基于原生 PHP 代码实现简单的视图模板引擎。

在此之前，我们的视图渲染实现比较简单粗暴，就是直接通过 include 语句引入对应的 PHP 视图模板，然后在当前作用域内有效的变量会在引入的视图模板中生效，以博客应用首页为例，对应的视图引入代码是这样的（代码位于 HomeController.php 中）：

public function index()
{
    $albums = $this->connection->table('albums')->selectAll();
    $pageTitle = $siteName = $this->container->resolve('app.name');
    $siteUrl = $this->container->resolve('app.url');
    $siteDesc = $this->container->resolve('app.desc');
    include __DIR__  . "/../../../views/home.php";
}

当前控制器方法中设置的变量在 home.php 视图模板中可以直接使用，因为 include 的本质就是把对应的 PHP 脚本导入到当前位置。

在 PHP 中，之所以可以直接这样渲染 HTML 视图，得益于 PHP 脚本和 HTML 文档可以混合编程，PHP 本身就看作是一种视图模板引擎，而不需要像其他语言那样（比如 Java、Go、Python），要引入额外的视图模板语言才能在 HTML 文档中动态引入变量进行渲染。

虽然 PHP 生态也提供了很多第三方扩展包作为独立的视图模板引擎，以便以工程化的方式构建更加复杂的应用，比如 Smarty、twig、Blade 等，不过这里为了简化系统，我们直接使用 PHP 本身作为 HTML 视图的模板语言。

不过为了让上述视图渲染实现代码更加优雅、便于维护和扩展，我们以面向对象风格的代码对其进行重构，并且将其调整为支持其他模板引擎。 

1、编写 PHP 视图引擎实现代码

我们在 app 目录下新建一个 view 子目录，用于保存视图模板解析和渲染相关代码，然后在 view 目录下新建 engine 子目录，用来保存视图模板引擎代码。

在 engine 目录下新建一个 ViewEngine 接口作为所有 PHP 模板引擎实现的契约：

<?php
namespace App\View\Engine;

interface ViewEngine
{
    public function extract($path, $data): string;
}

接下来，在同级目录下新建一个实现了 ViewEngine 接口的 PhpEngine 类作为 PHP 原生视图模板引擎的实现：

<?php
namespace App\View\Engine;

class PhpEngine implements ViewEngine
{
    public function extract($path, $data): string
    {
        ob_start();

        extract($data, EXTR_SKIP);

        try {
            include $path;
        } catch (\Throwable $e) {
            throw new \Exception('解析视图模板出错:' . $e->getMessage());
        }

        return ltrim(ob_get_clean());
    }
}

在 PhpEngine 的 extract 实现中，我们通过 PHP 自带的输出控制函数 ob_start 打开输出控制缓冲，然后调用 extract 函数将从外部传入的数组变量导入当前符号表（即在当前作用域内以数组键名作为变量名，以对应键值作为变量值），接下来调用 include 引入指定路径的视图文件到缓冲区，这样，从外部传入的变量就可以在视图文件中生效了，如果引入文件或者变量解析出错，则抛出异常，最后，我们调用 ob_get_clean 函数将当前缓冲区内执行过 PHP 脚本代码并完成变量渲染的视图文件内容（标准的 HTML 文档）以字符串形式返回，后续这部分内容将作为 HTTP 响应的响应实体返回给客户端。 

2、编写视图管理器代码

以上只是最底层视图模板引擎解析 PHP 变量、返回 HTML 格式视图文件内容的实现代码，如果你想要基于第三方 PHP 引擎扩展包构建更复杂的自定义模板引擎解析实现，可以自行实现 ViewEngine 接口并完成相应的视图模板解析逻辑。

接下来，我们在 view 目录下编写上层的视图模板引擎管理器和相应的服务提供者。前者用来管理不同的模板引擎实现类，根据应用配置获取当前使用的模板引擎，并完成视图响应的渲染，后者用来将这个视图管理器实例注册到服务容器中，以便在应用代码中需要渲染视图模板的时候从服务容器获取并使用。

首先来编写视图管理器，在 view 目录下新建 View.php 并初始化代码如下：

<?php
namespace App\View;

use App\Http\Response;
use App\View\Engine\ViewEngine;

class View
{
    /**
     * @var ViewEngine
     */
    protected $engine;
    /**
     * @var string
     */
    protected $basePath;

    public function __construct(ViewEngine $engine, $basePath)
    {
        $this->engine = $engine;
        $this->basePath = $basePath;
    }

    public function render($path, $data)
    {
        $response = new Response();
        try {
            $content = $this->getContent($path, $data);
        } catch (\Throwable $e) {
            $response->setStatusCode(500);
            $response->setContent($e->getMessage());
            $response->send();
            return;
        }
        $response->setContent($content);
        $response->setStatusCode(200);
        $response->send();
    }

    protected function getContent($path, $data): string
    {
        $path = $this->basePath . $path;
        if (!file_exists($path)) {
            throw new \Exception('对应的视图文件不存在!');
        }
        return $this->engine->extract($path, $data);
    }
}

在视图管理器 View 类中，定义了两个属性，$engine 表示模板引擎对象，basePath 则表示视图模板的根路径，这两个属性都是在实例化 View 时从外部传入的，我们马上会看到实例化 View 的代码。

重点看下 render 方法，该方法用于被上层代码调用完成视图模板的解析和渲染，在这个方法中，我们通过 getContent 方法调用系统当前使用的模板引擎实例 $engine 的 extract 方法（比如当前使用的是 PhpEngine，则调用该对象的 extract 方法）完成视图模板的解析和 PHP 变量替换，然后将其返回的字符串格式 HTML 文档作为 Response 对象的响应实体随着  $response->send() 方法一起发送给客户端，完成视图渲染的闭环，如果解析视图模板过程中出错（比如视图文件不存在，变量解析出错），则返回 500 响应。 

3、编写视图服务提供者代码

接下来，在 view 目录下新建 ViewProvider.php，并编写服务提供者实现代码如下（其用途前面已经提及）：

<?php
namespace App\View;

use App\Core\Container;
use App\View\Engine\PhpEngine;
use App\View\Engine\ViewEngine;

class ViewProvider
{
    /**
     * @var Container
     */
    protected $container;

    public function __construct($container)
    {
        $this->container = $container;
    }

    public function register()
    {
        $this->container->bind('view', function () {
            $config = $this->container->resolve('view.engine');
            $method = 'register' . ucfirst($config) . 'Engine';
            if (!method_exists($this, $method)) {
                throw new \Exception('对应的视图模板引擎暂不支持!');
            }
            $engine = call_user_func([$this, $method]);
            $basePath = $this->container->resolve('view.path');
            return new View($engine, $basePath);
        });
    }

    public function registerPhpEngine()
    {
        return new PhpEngine();
    }
}

我们在其 register 方法实现中将 View 对象实例绑定到全局服务容器中，在初始化 View 对象的时候，需要先初始化 ViewEngine 对象，这里，我们通过配置文件配置系统使用的模板引擎：

'view.engine' => 'php',  // 视图模板引擎

目前只有 PhpEngine 一个实现，所以我们将 view.engine 配置为 php，如果后续支持其他模板引擎，在实现了对应的引擎类 XxxEngine 后，还要在这里实现对应的注册方法 registerXxxEngine，最后在配置文件中配置 view.engine 值为 xxx 才可以使其生效。

另外，我们还在 app/config/app.php 新增配置 view.path 作为视图模板的根路径：

'view.path' => __DIR__ . '/../../views/',  // 视图模板根路径 

有了模板引擎实例和视图模板根路径后，就可以将它们传入视图管理器 View 的构造函数对其进行初始化了。

代码实现比较简单，不再逐一解释了。

最后，还要在 app/config/app.config 的 providers 中注册视图提供者：

'providers' => [
    \App\Store\StoreProvider::class,
    \App\Printer\PrinterProvider::class,
    \App\View\ViewProvider::class,
]

以便在应用启动时调用其 register 方法注册 View 实例。

另外，为了让新增的 view.engine 和 view.path 配置生效，需要在 app/bootstrap.php 的 initConfig 方法中新增这两个配置的注册：

function initConfig(Container $container) {
    ...
    $container->bind('view.engine', $config['view.engine']);
    $container->bind('view.path', $config['view.path']);
}  
  

4、重构配置文件及注册逻辑

为了免于后续新增配置需要频繁修改这里的代码，还可以通过 foreach 循环来重构这段注册代码，为此，我们需要先调整 app/config/app.config：

<?php

return [
    'app' => [
        'name' => '学院君的个人网站',
        'desc' => '让学习与进取者不再孤独',
        'url'  => 'https://xueyuanjun.com',
        'store' => [
            'default' => 'mysql',
            'drivers' => [
                'array' => [

                ],
                'mysql' => [
                    'host' => '127.0.0.1',
                    'port' => 3306,
                    'dbname' => 'blog',
                    'charset' => 'utf8mb4',
                    'user' => 'root',
                    'password' => 'root',
                ]
            ]
        ],
        'editor' => 'markdown',  // 支持html和markdown
        'providers' => [
            \App\Store\StoreProvider::class,
            \App\Printer\PrinterProvider::class,
            \App\View\ViewProvider::class,
        ]
    ],
    'view' => [
        'engine' => 'php',  // 视图模板引擎
        'path' => __DIR__ . '/../../views/',  // 视图模板根路径
    ]
];

这样一来，可读性更好，而且随着应用复杂度增高，配置项增多，也便于后期维护和拆分。

然后重构 bootstrap.php 中的 initConfig 方法实现如下：

function initConfig(Container $container) {
    $configs = require __DIR__ . '/config/app.php';
    foreach ($configs as $module => $config) {
        foreach ($config as $key => $val) {
            $container->bind($module . '.' . $key, $val);
        }
    }
}  
  

5、在控制器中使用新的视图渲染方法

最后，我们需要重构所有控制器方法代码，使用新的视图模板渲染方法返回视图响应。

在此之前，先要在控制器基类 Controller 中新增一个 $view 属性，然后在构造函数中对其进行初始化：

<?php
namespace App\Http\Controller;

use App\Core\Container;
use App\Http\Request;
use App\Store\StoreContract;
use App\View\View;

class Controller
{
    ...

    /**
     * @var View
     */
    protected $view;

    public function __construct()
    {
        ...
        $this->view = $this->container->resolve('view');
    }
}

接下来在各个控制器中重构视图渲染代码，将原来通过 include 语句引入视图模板改为通过 $this->view->render($path, $data) 返回视图响应：

// 首页：HomeController
class HomeController extends Controller
{
    public function index()
    {
        ...
        $this->view->render('home.php', [
            'albums' => $albums,
            'pageTitle' => $pageTitle,
            'siteName' => $siteName,
            'siteDesc' => $siteDesc,
            'siteUrl' => $siteUrl
        ]);
    }
}

// 专辑页：AlbumController
class AlbumController extends Controller
{
    public function list()
    {
        ...
        $this->view->render('album.php', compact('album', 'posts', 'pageTitle', 'siteName', 'siteUrl'));
    }
}

// 文章页：‘
class PostController extends Controller
{
    public function show()
    {
        ...
        $this->view->render('post.php', compact('post', 'album', 'pageTitle', 'siteUrl'));
    }
}

可以看到 render 方法的第一个参数是视图模板路径，由于根路径已经通过配置文件设置并在底层生效，所以只需要传入相对根路径的相对路径即可，第二个参数是数组格式的、需要传入视图模板的 PHP 变量，这些变量可以通过数组形式定义传入，也可以通过 compact 函数组合当前作用域内的变量传入（以变量名作为键，变量值作为值构建关联数组，组合结果和前一种形式完全一样）。

6、验证重构结果

至此，我们就完成了视图模板引擎的编写和所有代码重构工作，运行 composer dump-auto 让上述代码修改引起的命名空间与目录映射变更生效，在浏览器访问应用所有页面都正常，则表示代码重构成功。