Современный PHP без фреймворков

У меня есть для вас непростое задание. Когда в следующий раз начнёте новый проект, постарайтесь обойтись без PHP-фреймворка. Я не собираюсь перечислять недостатки фреймворков, и это не проявление синдрома неприятия чужой разработки: в этом руководстве мы будем использовать пакеты, написанные разработчиками нескольких фреймворков. Я всецело уважаю инновации в этой сфере.

Но эта статья не о них. Она о вас. О возможности стать лучше как разработчик.

Возможно, главным плюсом отказа от фреймворка станет знание, как всё работает под капотом. Вы будете видеть, что происходит, не полагаясь на фреймворк, который заботится о вас настолько, что вы не можете что-то отладить или до конца понять.

Возможно, ваша следующая работа не позволит вам насладиться запуском нового проекта без фреймворка. Многие важные, критические для бизнеса PHP-задачи подразумевают использование уже существующих приложений. И неважно, будет это приложение, построенное на современном фреймворке вроде Laravel или Symfony, на одной из старых платформ вроде CodeIgniter или FuelPHP — либо это удручающе широко распространённое легаси PHP-приложение с «include-oriented архитектурой»: если сейчас вы будете разрабатывать без фреймворка, то окажетесь лучше подготовлены к любому будущему PHP-проекту.

Раньше создавать без фреймворков пытались потому, что некоторые системы вынуждены интерпретировать и маршрутизировать HTTP-запросы, слать HTTP-ответы и управлять зависимостями. Нехватка стандартов неизбежно приводила к тому, что как минимум эти компоненты фреймворков были тесно взаимосвязаны. Так что если вы начинали разрабатывать проект без фреймворка, то в конце концов приходили к созданию своего собственного фреймворка.

Но сегодня благодаря стараниям PHP-FIG в сфере автозагрузки и взаимной совместимости вы можете разрабатывать без фреймворка, не создавая его попутно. Существует множество замечательных, взаимно совместимых пакетов, написанных многочисленными разработчиками. И собрать их в единую систему гораздо проще, чем вы думаете!

Как работает PHP?

Прежде всего важно понять, как PHP-приложения взаимодействуют с внешним миром.

PHP исполняет серверные приложения в цикле запрос/ответ. Всё взаимодействие с приложением — из браузера, командной строки или REST API — приходит в него в качестве запросов. При получении запроса приложение загружается, обрабатывает запрос и генерирует ответ, который передаётся обратно клиенту, а приложение закрывается. И так происходит при каждом обращении.

Контроллер запросов

Вооружившись этим знанием, начнём с фронт-контроллера. Он представляет собой PHP-файл, обрабатывающий все запросы к вашему приложению. То есть это первый PHP-файл, в который попадает запрос, и (по сути) последний PHP-файл, через который проходит ответ приложения.

Давайте воспользуемся классическим примером с Hello, world!, обслуживаемым встроенным в PHP веб-сервером, чтобы проверить, всё ли настроено корректно. Если вы этого ещё не сделали, то удостоверьтесь, что в среде установлен PHP 7.1 или выше.

Создадим директорию проекта, в ней сделаем вложенную директорию public, а внутри неё — файл index.php с таким кодом:

<?php
declare(strict_types=1);

echo 'Hello, world!';

Обратите внимание, здесь мы объявляем строгую типизацию — это нужно делать в начале каждого PHP-файла вашего приложения, — потому что подсказки типов (type hinting) важны для отладки и ясного понимания теми, кто будет заниматься кодом после вас.

Далее с помощью инструмента командной строки (вроде Terminal на MacOS) перейдём в директорию проекта и запустим встроенный в PHP веб-сервер.

php -S localhost:8080 -t public/

Теперь откроем в браузере адрес http://localhost:8080/. Отображается Hello, world! без ошибок?

Отлично. Переходим к следующему шагу!

Автозагрузка и сторонние пакеты

Когда вы впервые начали работать с PHP, то, вероятно, использовали выражения include или require для получения функциональности или конфигураций из других PHP-файлов. В целом этого лучше избегать, потому что другим людям потом будет гораздо труднее разобраться в коде и понять, где находятся зависимости. Это превращает отладку в кошмар.

Выход — автозагрузка. Это означает, что, когда вашему приложению нужно использовать какой-то класс, PHP знает, где его найти, и автоматически загружает в момент вызова. Эта возможность существует со времён PHP 5, но стала активно применяться только с появлением PSR-0 (стандарта автозагрузки, сегодня заменён PSR-4).

Можно было бы пройти через тягомотину написания собственного автозагрузчика, но раз мы выбрали Composer для управления сторонними зависимостями, а в нём уже есть очень удобный автозагрузчик, то его мы и будем использовать.

Проверьте, что у вас установлен Composer. Затем настройте его для своего проекта.

composer init

После этого пройдите через интерактивное руководство по генерированию конфигурационного файла composer.json. Затем откройте его в редакторе и добавьте поле autoload, чтобы получилось так, как показано ниже (тогда автозагрузчик будет знать, где искать ваши классы).

{
    "name": "kevinsmith/no-framework",
    "description": "An example of a modern PHP application bootstrapped without a framework.",
    "type": "project",
    "require": {},
    "autoload": {
        "psr-4": {
            "ExampleApp\\": "src/"
        }
    }
}

Теперь установите для этого проекта Composer, которые подтянет все зависимости (если они уже есть) и настроит для нас автозагрузчик.

composer install

Обновите public/index.php для запуска автозагрузчика. В идеале это одно из нескольких выражений include, которые вы используете в приложении.

<?php
declare(strict_types=1);

require_once dirname(__DIR__) . '/vendor/autoload.php';

echo 'Hello, world!';

Если перезагрузить приложение в браузере, вы не увидите никакой разницы. Однако автозагрузчик работает, просто он не делает ничего тяжёлого. Давайте перенесём пример с Hello, world! в автоматически загружаемый класс, чтобы проверить, как всё работает.

В корне проекта создадим папку src и вставим в неё файл HelloWorld.php с таким кодом:

<?php
declare(strict_types=1);

namespace ExampleApp;

class HelloWorld
{
    public function announce(): void
    {
        echo 'Hello, autoloaded world!';
    }
}

Теперь в public/index.php замените выражение echo вызовом метода announce в классе HelloWorld.

// ...

require_once dirname(__DIR__) . '/vendor/autoload.php';

$helloWorld = new \ExampleApp\HelloWorld();
$helloWorld->announce();

Перезагрузите приложение в браузере и увидите новое сообщение!

Что такое внедрение зависимостей?

Внедрение зависимостей — это методика, при которой каждая зависимость предоставляется объекту, которому она требуется, вместо того чтобы объект обращался наружу за получением какой-то информации или функциональности.

Допустим, методу класса нужно считать из базы данных. Для этого надо к ней подключиться. Обычно новое подключение создаётся с учётными данными, полученными из глобального пространства.

class AwesomeClass
{
    public function doSomethingAwesome()
    {
        $dbConnection = return new \PDO(
            "{$_ENV['type']}:host={$_ENV['host']};dbname={$_ENV['name']}",
            $_ENV['user'],
            $_ENV['pass']
        );

        // Make magic happen with $dbConnection
    }
}

Но это не лучшее решение. На чуждый метод возлагается ответственность за создание объекта нового подключения к БД, получения учётных данных и обработки любых проблем в случае сбоя подключения. В результате в приложении дублируется масса кода. А если вы попытаетесь прогнать этот класс через модульное тестирование, то не сможете. Класс тесно взаимосвязан со средой приложения и базой данных.

Давайте с самого начала не будем усложнять работу с тем, что требуется классу. Просто в первую очередь потребуем, чтобы объект PDO был внедрён в класс.

class AwesomeClass
{
    private $dbConnection;

    public function __construct(\PDO $dbConnection)
    {
        $this->dbConnection = $dbConnection;
    }

    public function doSomethingAwesome()
    {        
        // Make magic happen with $this->dbConnection
    }
}

Получилось гораздо чище и проще для понимания, меньше вероятность ошибок. Благодаря подсказке типов и внедрению зависимостей метод объявляет именно то, что ему нужно для выполнения задачи, и получает необходимое без вызова из себя внешней зависимости. А когда речь пойдёт о модульном тестировании, мы окажемся готовы к моделированию подключения к БД и спокойно пройдём тест.

Контейнер внедрения зависимости — это инструмент, в который вы обёртываете всё ваше приложение ради создания и внедрения этих самых зависимостей. Контейнер не является необходимым, но значительно облегчает жизнь по мере роста и усложнения вашего приложения.

Мы воспользуемся самым популярным DI-контейнером для PHP с изобретательным названием PHP-DI. (Надо отметить, что в его документации внедрение зависимостей описано иначе, и кому-то так будет понятнее.)

Контейнер внедрения зависимостей

Поскольку мы настроили Composer, установка PHP-DI пройдёт практически безболезненно. Для этого снова обратимся к командной строке:

composer require php-di/php-di

Обновите public/index.php для конфигурирования и сборки контейнера.

// ...

require_once dirname(__DIR__) . '/vendor/autoload.php';

$containerBuilder = new \DI\ContainerBuilder();
$containerBuilder->useAutowiring(false);
$containerBuilder->useAnnotations(false);
$containerBuilder->addDefinitions([
    \ExampleApp\HelloWorld::class => \DI\create(\ExampleApp\HelloWorld::class)
]);

$container = $containerBuilder->build();

$helloWorld = $container->get(\ExampleApp\HelloWorld::class);
$helloWorld->announce();

Ничего особенного пока не произошло. Это лишь простой пример, где всё необходимое помещено в один файл для удобства наблюдения.

Мы конфигурируем контейнер, поэтому нужно явно объявить зависимости (а не использовать автоматическое внедрение или аннотации) и извлечь из контейнера объект HelloWorld.

Заметка на полях: автоматическое внедрение зависимостей может быть полезной фичей в начале создания приложения, но в дальнейшем оно усложняет сопровождение, поскольку зависимости остаются относительно скрытыми. К тому же возможно, что через несколько лет другой разработчик подключит какую-нибудь библиотеку, и в результате несколько библиотек будут реализовывать один интерфейс. Это сломает автоматическое внедрение зависимостей и приведёт к непредсказуемому потоку багов. Разработчик, внёсший изменение, может их вообще не заметить.

Давайте ещё больше всё упростим, импортировав пространства имён там, где это возможно.

<?php
declare(strict_types=1);

use DI\ContainerBuilder;
use ExampleApp\HelloWorld;
use function DI\create;

require_once dirname(__DIR__) . '/vendor/autoload.php';

$containerBuilder = new ContainerBuilder();
$containerBuilder->useAutowiring(false);
$containerBuilder->useAnnotations(false);
$containerBuilder->addDefinitions([
    HelloWorld::class => create(HelloWorld::class)
]);

$container = $containerBuilder->build();

$helloWorld = $container->get(HelloWorld::class);
$helloWorld->announce();

Пока что выглядит всё так, словно мы устроили суматоху ради выполнения того, что уже делали раньше.

Не беспокойтесь, контейнер нам пригодится, когда добавим несколько других инструментов, помогающих передавать запросы напрямую через приложение. Эти инструменты будут использовать контейнер для загрузки правильных классов по мере необходимости.

https://kevinsmith.io/modern-php-without-a-framework-middleware

Middleware

Если представить приложение в виде луковицы, в которой запросы идут снаружи к центру, а ответы в обратном направлении, то middleware — это каждый слой луковицы, который получает запросы, вероятно, что-то делает с ответами и передаёт их в нижний слой либо генерирует ответ и отправляет в верхний слой. Такое случается, если промежуточный слой проверяет запросы на соответствие каким-то условиям вроде запроса несуществующего пути.

Если запрос проходит до конца, приложение обработает его и превратит в ответ. После этого каждый промежуточный слой в обратном порядке будет получать ответ, возможно, модифицировать его и передавать следующему слою.

Варианты использования промежуточных слоев:

• Отладка проблем при разработке.
• Постепенная обработка исключений в production.
• Ограничение частоты входящих запросов.
• Ответы на запросы неподдерживаемых медиатипов.
• Обработка CORS.
• Маршрутизация запросов в соответствующие обрабатывающие классы.

Промежуточный слой — это единственный способ реализации инструментов для обработки всех этих ситуаций? Вовсе нет. Но реализации middleware позволяют сделать цикл запрос/ответ гораздо понятнее, что сильно упростит отладку и ускорит разработку.

Мы воспользуемся промежуточным слоем для последнего сценария: маршрутизации.

Маршрутизация

Маршрутизатор применяет информацию из запроса, чтобы понять, какой класс должен его обработать (например, URI /products/purple-dress/medium должен быть обработан с помощью класса ProductDetails::class с передаваемыми в качестве аргументов purple-dress и medium).

Наше приложение будет использовать популярный маршрутизатор FastRoute через реализацию промежуточного слоя, совместимого с PSR-15.

Диспетчер middleware

Чтобы наше приложение стало работать с каким-либо промежуточным слоем, нам понадобится диспетчер.

PSR-15 — это стандарт, определяющий интерфейсы для middleware и диспетчеров (в спецификации они называются «обработчики запросов»), обеспечивающий взаимосовместимость широкого спектра решений. Нам лишь нужно выбрать диспетчер, совместимый с PSR-15, и он будет работать с любым совместимым middleware.

В качестве диспетчера установим Relay.

composer require relay/relay:2.x@dev

А поскольку спецификация PSR-15 подразумевает, чтобы реализация промежуточного слоя передавала HTTP-сообщения, совместимые с PSR-7, мы воспользуемся Zend Diactoros.

composer require zendframework/zend-diactoros

Подготовим Relay к приёму промежуточных слоев.

// ...

use DI\ContainerBuilder;
use ExampleApp\HelloWorld;
use Relay\Relay;
use Zend\Diactoros\ServerRequestFactory;
use function DI\create;

// ...

$container = $containerBuilder->build();

$middlewareQueue = [];

$requestHandler = new Relay($middlewareQueue);
$requestHandler->handle(ServerRequestFactory::fromGlobals());

В строке 16 мы с помощью ServerRequestFactory::fromGlobals() будем собирать всю информацию, необходимую для создания нового запроса и передачи его Relay. Здесь запрос попадает в стек промежуточных слоев.

Теперь добавим FastRoute и обработчика запросов (FastRoute определяет, валиден ли запрос и может ли он быть обработан нашим приложением, а обработчик запросов передаёт запрос тому обработчику, что сконфигурирован для этого маршрута).

composer require middlewares/fast-route middlewares/request-handler

А теперь определим маршрут для класса обработчика Hello, world!.. Здесь мы воспользуемся маршрутом /hello, чтобы продемонстрировать возможность использования маршрута, отличающегося от базового URI.

// ...

use DI\ContainerBuilder;
use ExampleApp\HelloWorld;
use FastRoute\RouteCollector;
use Middlewares\FastRoute;
use Middlewares\RequestHandler;
use Relay\Relay;
use Zend\Diactoros\ServerRequestFactory;
use function DI\create;
use function FastRoute\simpleDispatcher;

// ...

$container = $containerBuilder->build();

$routes = simpleDispatcher(function (RouteCollector $r) {
    $r->get('/hello', HelloWorld::class);
});

$middlewareQueue[] = new FastRoute($routes);
$middlewareQueue[] = new RequestHandler();

$requestHandler = new Relay($middlewareQueue);
$requestHandler->handle(ServerRequestFactory::fromGlobals());

Чтобы всё заработало, нужно обновить HelloWorld, сделав его вызываемым классом, то есть чтобы этот класс можно было вызвать как функцию.

// ...

class HelloWorld
{
    public function __invoke(): void
    {
        echo 'Hello, autoloaded world!';
        exit;
    }
}

Обратите внимание на добавленный exit; в магическом методе __invoke(). Скоро вы поймёте, к чему это.

Теперь откройте http://localhost:8080/hello и наслаждайтесь своим успехом!

Клей, который всё скрепляет вместе

Проницательный читатель заметит, что DI-контейнер, несмотря на все трудности его конфигурирования и сборки, на самом деле ничего не делает. Диспетчер и промежуточное ПО могут работать и без контейнера.

Так зачем он нужен?

А что, если — как это почти всегда бывает в реальных приложениях — у класса HelloWorld есть зависимость?

Давайте её добавим и посмотрим, что произойдёт.

// ...

class HelloWorld
{
    private $foo;

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

    public function __invoke(): void
    {
        echo "Hello, {$this->foo} world!";
        exit;
    }
}

Перезагрузим браузер, и...

Ой.

Видим ArgumentCountError.

Это происходит потому, что для функционирования HelloWorld требуется при его создании внедрить строковое значение, а у нас это повисло в воздухе. И здесь на помощь приходит контейнер.

Давайте определим зависимость в контейнере и передадим его в RequestHandler для разрешения.

// ...

use Zend\Diactoros\ServerRequestFactory;
use function DI\create;
use function DI\get;
use function FastRoute\simpleDispatcher;

// ...

$containerBuilder->addDefinitions([
    HelloWorld::class => create(HelloWorld::class)
        ->constructor(get('Foo')),
    'Foo' => 'bar'
]);

$container = $containerBuilder->build();

// ...

$middlewareQueue[] = new FastRoute($routes);
$middlewareQueue[] = new RequestHandler($container);

$requestHandler = new Relay($middlewareQueue);
$requestHandler->handle(ServerRequestFactory::fromGlobals());

Вуаля! При перезагрузке браузера вы должны увидеть Hello, bar world!.

Правильная отправка ответов

Помните, я упомянул о выражении exit в HelloWorld?

Это простой способ удостовериться, что мы получили простой ответ, но всё же это не лучший способ отправки выходных данных в браузер. Такой грубый подход заставляет HelloWorld делать лишнюю работу по отдаче отчетов — а этим должен заниматься другой класс, — что слишком усложняет отправку заголовков и кодов статуса, а также приводит к закрытию приложения, не давая шансов запуститься промежуточному ПО, идущему после HelloWorld.

Помните, что каждый промежуточный слой имеет возможность модифицировать запрос по пути в приложение, а также (в обратном порядке) модифицировать ответ по пути из приложения. В дополнение к стандартному интерфейсу для Request PSR-7 определяет структуру ещё одного HTTP-сообщения, которое будет нам полезно на обратной ветке цикла: Response. Если хотите, можете почитать подробнее о HTTP-сообщениях и о том, чем хороши стандарты PSR-7 Request и Response.

Обновим HelloWorld для возвращения Response.

// ...

namespace ExampleApp;

use Psr\Http\Message\ResponseInterface;

class HelloWorld
{
    private $foo;

    private $response;

    public function __construct(
        string $foo,
        ResponseInterface $response
    ) {
        $this->foo = $foo;
        $this->response = $response;
    }

    public function __invoke(): ResponseInterface
    {
        $response = $this->response->withHeader('Content-Type', 'text/html');
        $response->getBody()
            ->write("<html><head></head><body>Hello, {$this->foo} world!</body></html>");

        return $response;
    }
}

Обновим определение контейнера, чтоб HelloWorld предоставлялся со свежим объектом Response.

// ...

use Middlewares\RequestHandler;
use Relay\Relay;
use Zend\Diactoros\Response;
use Zend\Diactoros\ServerRequestFactory;
use function DI\create;

// ...

$containerBuilder->addDefinitions([
    HelloWorld::class => create(HelloWorld::class)
        ->constructor(get('Foo'), get('Response')),
    'Foo' => 'bar',
    'Response' => function() {
        return new Response();
    },
]);

$container = $containerBuilder->build();

// ...

Если мы сейчас обновим страницу, то получим пустой экран. Приложение возвращает из диспетчера промежуточных слоев правильный объект Response, а потом… что?

Просто ничего с ним не делает.

Нам нужен ещё один инструмент: эмиттер. Он находится между приложением и веб-сервером (Apache, nginx и т. д.) и отправляет ваш ответ клиенту, сгенерировавшему запрос. Эмиттер просто берёт объект Response и преобразует в инструкции, доступные для понимания серверным API.

Хорошие новости! Пакет Zend Diactoros, который мы уже используем для управления запросами, включает в себя эмиттер для ответов PSR-7.

Для простоты примера мы используем здесь очень простой эмиттер. Хотя он может быть гораздо сложнее, но в случае больших загрузок реальное приложение должно быть сконфигурировано для автоматического использования потокового эмиттера. Это хорошо описано в блоге Zend.

Обновим public/index.php для получения Response от диспетчера и передачи в эмиттер.

// ...

use Relay\Relay;
use Zend\Diactoros\Response;
use Zend\Diactoros\Response\SapiEmitter;
use Zend\Diactoros\ServerRequestFactory;
use function DI\create;

// ...

$requestHandler = new Relay($middlewareQueue);
$response = $requestHandler->handle(ServerRequestFactory::fromGlobals());

$emitter = new SapiEmitter();
return $emitter->emit($response);

Перезагрузим страницу — мы снова в деле! Пришло время для более надёжной обработки ответов.

В строке 15 заканчивается цикл запрос/ответ и вступает в работу веб-сервер.

Завершение

С помощью 44 строк кода и нескольких широко используемых, тщательно протестированных, надёжных, взаимодействующих друг с другом компонентов мы реализовали программу bootstrap современного PHP-приложения. Он совместим со стандартами PSR-4, PSR-7, PSR-11 и PSR-15, поэтому вам доступен широкий спектр реализаций HTTP-сообщений, DI-контейнеров, middleware и диспетчеров.

Мы углубились в некоторые технологии и аргументацию, но я надеюсь, вам очевидна простота программы начальной загрузки нового приложения без сопутствующего хлама фреймворка. Также надеюсь, что вы теперь лучше готовы к применению этих технологий в существующих приложениях.

Использованное в статье приложение лежит в репозитории, можете свободно форкать и скачивать.

Если хотите почитать о качественных несвязанных пакетах, то очень рекомендую ознакомиться с Aura, The League of Extraordinary Packages, компонентами Symfony, компонентами Zend Framework, заточенными под безопасность библиотеками Paragon Initiative и списком совместимого с PSR-15 middlleware.

Если воспользуетесь этим кодом в production, то, вероятно, вам понадобится вынести маршруты и определения контейнера в отдельные файлы, чтобы легче было сопровождать их по мере усложнения проекта. Также рекомендую реализовать EmitterStack для «умной» обработки скачиваний файлов и прочих больших ответов.