摘要：容器主要的作用就是生產各種零件，就是提供各個服務。的原理我們以為例，來講解一下門面的原理與實現。當運行時，發現門面沒有靜態函數，就會調用這個魔術函數。我們看到這個魔術函數做了兩件事獲得對象實例，利用對象調用函數。

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這篇文章我們開始講 laravel 框架中的門面 Facade，什么是門面呢？官方文檔：

Facades（讀音：/f??s?d/ ）為應用程序的服務容器中可用的類提供了一個「靜態」接口。Laravel 自帶了很多 facades ，幾乎可以用來訪問到 Laravel 中所有的服務。Laravel facades 實際上是服務容器中那些底層類的「靜態代理」，相比于傳統的靜態方法， facades 在提供了簡潔且豐富的語法同時，還帶來了更好的可測試性和擴展性。

什么意思呢？首先，我們要知道 laravel 框架的核心就是個 Ioc 容器即 服務容器，功能類似于一個工廠模式，是個高級版的工廠。laravel 的其他功能例如路由、緩存、日志、數據庫其實都是類似于插件或者零件一樣，叫做 服務。Ioc 容器主要的作用就是生產各種零件，就是提供各個服務。在 laravel 中，如果我們想要用某個服務，該怎么辦呢？最簡單的辦法就是調用服務容器的 make 函數，或者利用依賴注入，或者就是今天要講的門面 Facade。門面相對于其他方法來說，最大的特點就是簡潔，例如我們經常使用的 Router，如果利用服務容器的 make：

App::make("router")->get("/", function () {
  return view("welcome");
});

如果利用門面：

Route::get("/", function () {
  return view("welcome");
});

可以看出代碼更加簡潔。其實，下面我們就會介紹門面最后調用的函數也是服務容器的 make 函數。

我們以 Route 為例，來講解一下門面 Facade 的原理與實現。我們先來看 Route 的門面類：

class Route extends Facade
{
    protected static function getFacadeAccessor()
    {
        return "router";
    }
}

很簡單吧？其實每個門面類也就是重定義一下 getFacadeAccessor 函數就行了，這個函數返回服務的唯一名稱：router。需要注意的是要確保這個名稱可以用服務容器的 make 函數創建成功(App::make("router"))，原因我們馬上就會講到。
那么當我們寫出 Route::get() 這樣的語句時，到底發生了什么呢？奧秘就在基類 Facade中。

public static function __callStatic($method, $args)
{
    $instance = static::getFacadeRoot();

    if (! $instance) {
        throw new RuntimeException("A facade root has not been set.");
    }

    return $instance->$method(...$args);
}

當運行 Route::get() 時，發現門面 Route 沒有靜態 get() 函數，PHP 就會調用這個魔術函數 __callStatic。我們看到這個魔術函數做了兩件事：獲得對象實例，利用對象調用 get() 函數。首先先看看如何獲得對象實例的：

public static function getFacadeRoot()
{
    return static::resolveFacadeInstance(static::getFacadeAccessor());
}

protected static function getFacadeAccessor()
{
    throw new RuntimeException("Facade does not implement getFacadeAccessor method.");
}

protected static function resolveFacadeInstance($name)
{
     if (is_object($name)) {
         return $name;
     }

     if (isset(static::$resolvedInstance[$name])) {
         return static::$resolvedInstance[$name];
     }

     return static::$resolvedInstance[$name] = static::$app[$name];
}

我們看到基類 getFacadeRoot() 調用了 getFacadeAccessor()，也就是我們的服務重載的函數，如果調用了基類的 getFacadeAccessor，就會拋出異常。在我們的例子里 getFacadeAccessor() 返回了 “router”，接下來 getFacadeRoot() 又調用了 resolveFacadeInstance()。在這個函數里重點就是

  return static::$resolvedInstance[$name] = static::$app[$name];

我們看到，在這里利用了 app 也就是服務容器創建了 “router”，創建成功后放入 resolvedInstance作為緩存，以便以后快速加載。
好了，Facade 的原理到這里就講完了，但是到這里我們有個疑惑，為什么代碼中寫 Route 就可以調用 IlluminateSupportFacadesRoute 呢？這個就是別名的用途了，很多門面都有自己的別名，這樣我們就不必在代碼里面寫 use IlluminateSupportFacadesRoute，而是可以直接用 Route 了。

為什么我們可以在 larval 中全局用 Route，而不需要使用 use IlluminateSupportFacadesRoute?其實奧秘在于一個 PHP 函數：class_alias，它可以為任何類創建別名。larval 在啟動的時候為各個門面類調用了 class_alias 函數，因此不必直接用類名，直接用別名即可。在 config 文件夾的 app 文件里面存放著門面與類名的映射：

"aliases" => [

    "App" => IlluminateSupportFacadesApp::class,
    "Artisan" => IlluminateSupportFacadesArtisan::class,
    "Auth" => IlluminateSupportFacadesAuth::class,
    ...
   ]

下面我們來看看 laravel 是如何為門面類創建別名的。

說到 larval 的啟動，我們離不開 index.php：

require __DIR__."/../bootstrap/autoload.php";

$app = require_once __DIR__."/../bootstrap/app.php";

$kernel = $app->make(IlluminateContractsHttpKernel::class);

$response = $kernel->handle(
  $request = IlluminateHttpRequest::capture()
);
...

第一句就是我們前面博客說的 composer 的自動加載，接下來第二句獲取 laravel 核心的 Ioc 容器，第三句“制造”出 Http 請求的內核，第四句是我們這里的關鍵，這句牽扯很大，laravel 里面所有功能服務的注冊加載，乃至 Http 請求的構造與傳遞都是這一句的功勞。

$request = IlluminateHttpRequest::capture()

這句是 laravel 通過全局 _SERVER 數組構造一個 Http 請求的語句，接下來會調用 Http 的內核函數 handle：

public function handle($request)
{
       try {
            $request->enableHttpMethodParameterOverride();

            $response = $this->sendRequestThroughRouter($request);
       } catch (Exception $e) {
            $this->reportException($e);
    
            $response = $this->renderException($request, $e);
       } catch (Throwable $e) {
            $this->reportException($e = new FatalThrowableError($e));

            $response = $this->renderException($request, $e);
       }

       event(new EventsRequestHandled($request, $response));
    
       return $response;
}

在 handle 函數方法中 enableHttpMethodParameterOverride 函數是允許在表單中使用 delete、put 等類型的請求。我們接著看 sendRequestThroughRouter：

protected function sendRequestThroughRouter($request)
{
    $this->app->instance("request", $request);

    Facade::clearResolvedInstance("request");

    $this->bootstrap();

    return (new Pipeline($this->app))
           ->send($request)
           ->through($this->app->shouldSkipMiddleware() ? [] : 
                                  $this->middleware)
           ->then($this->dispatchToRouter());
}

前兩句是在 larval 的 Ioc 容器設置 request 請求的對象實例，Facade 中清楚 request 的緩存實例。bootstrap：

public function bootstrap()
{
     if (! $this->app->hasBeenBootstrapped()) {
         $this->app->bootstrapWith($this->bootstrappers());
     }
}
        
protected $bootstrappers = [
            IlluminateFoundationBootstrapLoadEnvironmentVariables::class,
            IlluminateFoundationBootstrapLoadConfiguration::class,
            IlluminateFoundationBootstrapHandleExceptions::class,
            IlluminateFoundationBootstrapRegisterFacades::class,
            IlluminateFoundationBootstrapRegisterProviders::class,
            IlluminateFoundationBootstrapBootProviders::class,
];

$bootstrappers 是 Http 內核里專門用于啟動的組件，bootstrap 函數中調用 Ioc 容器的 bootstrapWith 函數來創建這些組件并利用組件進行啟動服務。app->bootstrapWith：

public function bootstrapWith(array $bootstrappers)
{
    $this->hasBeenBootstrapped = true;

    foreach ($bootstrappers as $bootstrapper) {
      $this["events"]->fire("bootstrapping: ".$bootstrapper, [$this]);

      $this->make($bootstrapper)->bootstrap($this);

      $this["events"]->fire("bootstrapped: ".$bootstrapper, [$this]);
    }
}

可以看到 bootstrapWith 函數也就是利用 Ioc 容器創建各個啟動服務的實例后，回調啟動自己的函數 bootstrap，在這里我們只看我們 Facade 的啟動組件

IlluminateFoundationBootstrapRegisterFacades::class

RegisterFacades 的 bootstrap 函數：

class RegisterFacades
{
    public function bootstrap(Application $app)
    {
        Facade::clearResolvedInstances();

        Facade::setFacadeApplication($app);

        AliasLoader::getInstance($app->make("config")->get("app.aliases", []))->register();
    }
}

可以看出來，bootstrap 做了一下幾件事：

清除了 Facade 中的緩存

設置 Facade 的 Ioc 容器

獲得我們前面講的 config 文件夾里面 app 文件 aliases 別名映射數組

使用 aliases 實例化初始化 AliasLoader

調用 AliasLoader->register()

public function register()
{
    if (! $this->registered) {
         $this->prependToLoaderStack();

         $this->registered = true;
    }
}

protected function prependToLoaderStack()
{
    spl_autoload_register([$this, "load"], true, true);
}

我們可以看出，別名服務的啟動關鍵就是這個 spl_autoload_register，這個函數我們應該很熟悉了，在自動加載中這個函數用于解析命名空間，在這里用于解析別名的真正類名。

我們首先來看看被注冊到 spl_autoload_register 的函數，load：

public function load($alias)
{
    if (static::$facadeNamespace && strpos($alias, static::$facadeNamespace) === 0) {
       $this->loadFacade($alias);

       return true;
    }

    if (isset($this->aliases[$alias])) {
         return class_alias($this->aliases[$alias], $alias);
    }
}

這個函數的下面很好理解，就是 class_alias 利用別名映射數組將別名映射到真正的門面類中去，但是上面這個是什么呢?實際上，這個是 laravel5.4 版本新出的功能叫做實時門面服務。

其實門面功能已經很簡單了，我們只需要定義一個類繼承 Facade 即可，但是 laravel5.4 打算更近一步——自動生成門面子類，這就是實時門面。
實時門面怎么用？看下面的例子：

namespace AppServices;

class PaymentGateway
{
    protected $tax;

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

這是一個自定義的類，如果我們想要為這個類定義一個門面，在 laravel5.4 我們可以這么做：

use Facades {
    AppServicesPaymentGateway
};

Route::get("/pay/{amount}", function ($amount) {
    PaymentGateway::pay($amount);
});

那么這么做的原理是什么呢？我們接著看源碼：

protected static $facadeNamespace = "Facades";
if (static::$facadeNamespace && strpos($alias, static::$facadeNamespace) === 0) {
     $this->loadFacade($alias);

     return true;
}

如果命名空間是以 Facades 開頭的，那么就會調用實時門面的功能，調用 loadFacade 函數：

protected function loadFacade($alias)
{
    tap($this->ensureFacadeExists($alias), function ($path) {
        require $path;
    });
}

tap 是 laravel 的全局幫助函數，ensureFacadeExists 函數負責自動生成門面類，loadFacade 負責加載門面類：

protected function ensureFacadeExists($alias)
{
    if (file_exists($path = storage_path("framework/cache/facade-".sha1($alias).".php"))) {
        return $path;
    }

    file_put_contents($path, $this->formatFacadeStub(
                $alias, file_get_contents(__DIR__."/stubs/facade.stub")
            ));

    return $path;
}

可以看出來，laravel 框架生成的門面類會放到 stroge/framework/cache/ 文件夾下，名字以 facade 開頭，以命名空間的哈希結尾。如果存在這個文件就會返回，否則就要利用 file_put_contents 生成這個文件，formatFacadeStub：

protected function formatFacadeStub($alias, $stub)
{
    $replacements = [
        str_replace("/", "", dirname(str_replace("", "/", $alias))),
        class_basename($alias),
        substr($alias, strlen(static::$facadeNamespace)),
    ];

    return str_replace(
        ["DummyNamespace", "DummyClass", "DummyTarget"], $replacements, $stub
            );
}

簡單的說，對于 FacadesAppServicesPaymentGateway，replacements 第一項是門面命名空間，將 FacadesAppServicesPaymentGateway 轉為 Facades/App/Services/PaymentGateway，取前面 Facades/App/Services/，再轉為命名空間 FacadesAppServices；第二項是門面類名，PaymentGateway；第三項是門面類的服務對象，AppServicesPaymentGateway，用這些來替換門面的模板文件：

替換后的文件是：

就是這么簡單！?。?/p>
結語
門面的原理就是這些，相對來說門面服務的原理比較簡單，和自動加載相互配合使得代碼更加簡潔，希望大家可以更好的使用這些門面！