模板引擎SMARTY

用PHP实现MVC开发模式的逻辑层和表示层有多种模板引擎可供选择，但是官方引擎SMARTY诞生后，选择就有了变化。它的理念和实现都是相当"前卫"的。本文主要讨论SMARTY之于其他模板引擎的不同特点，简要介绍了该引擎的安装及使用，并用一个小的测试案例对比了SMARTY和PHPLIB template的速度和易用性。
一、MVC需要模板
MVC最早是在SmallTalk语言的开发过程中总结出的一种设计模式，MVC分别代表了"模型"、"视图"和"控制"，目的就是让不同的开发角色在大中型项目中各司其职。在网络应用程序的开发中，可以用下图来表示各概念之间的关系。

该图展示了一个简单的WEB应用程序，用户在浏览器上看到信息是数据库服务器上的内容，但在这之前经过了应用服务器加工。开发人员负责的就是建立数据结构、处理数据的逻辑以及表示数据的方法。
96年CGI在中国开始流行的时候，早期的WEB程序员都是从HTML开始自学成材的，在PERL中print一行行的HTML并不是一件难事，但是随着网络的一步步提速，页面大小也从当初的二、三十K暴涨了十倍。写CGI程序就产生了一个迫切的要求：分开PERL和HTML源码。于是，社会进步体现在开发小组内部的分工上。由于美工和程序员对互相的工作并不是十分熟悉，在进行合作的过程中需要用一种约定的"语言"进行交流。
这种语言并不是我们的母语或者英语，术语叫做"模板"，逻辑和表示依靠它联系。它是结合了HTML和脚本语言特征的一种表达方式。通过这种方式，表示层可以按照用户所希望的格式来显示经过逻辑层处理过的数据。如果你有Windows平台下MFC的开发经验,那么一定会很熟悉Document/Document Template/View的封装，这就是一个很典型的MVC例子。对于Web应用来说，个人认为J2EE中的EJB/servlets/JSP是最强大的，当然还有简洁优美的Structs。另一个很有名的实现就是COM/DCOM+ASP，这个组合在我国是最多人使用的。
通过几种MVC实现在WEB应用程序里的对比，可以得到一个关于模板的概念：一组插入了HTML的脚本或者说是插入了脚本HTML，通过这种插入的内容来表示变化的数据。下面给出一个模板文件的例子，这个模板经过处理后在浏览器里显示"Hello, world!"

   
      
   
   
      $greetings
   

这里暂且省略处理方式，在后面做专门对比讨论。
二、为什么选SMARTY? 对PHP来说，有很多模板引擎可供选择，比如最早的PHPLIB template和后起之秀Fast template，经过数次升级，已经相当成熟稳定。如果你对目前手中的模板引擎很满意，那么......也请往下看，相信你作为一个自由软件爱好者或者追求效率和优雅的开发者，下面的SMARTY介绍多少会有点意思。
除了个人偏好的影响，我一直倾向于使用官方标准的实现，比如APACHE的XML引擎Axis。好处就是可以获得尽可能好的兼容性(比如早期MFC对于Win3x的兼容性就比其它的应用程序框架好，当然现在各种版本都很完善了)。SMARTY发布之前我一直使用的是PEAR 中的Integrated Template eXtension。这个引擎和PHPLIB template、Fast template几乎是兼容的，从模板的语法到对模板的处理同出一辙：都是将模板读入内存然后调用parse()函数，用数据对预置的标记进行替换。
下面看看SMARTY是怎么做的。接到request后，先判断是否第一次请求该url，如果是，将该url所需的模板文件"编译"成php脚本，然后redirect；如果不是，就是说该url的模板已经被"编译"过了，检查不需要重编译后可以马上redirect，重编译条件可以自己设定为固定时限，默认的是模板文件被修改。
怎么样，看起来是不是有点眼熟？想起来了──这不就是JSP的原理嘛！的确，这种"编译"用在PHP这样的解释性脚本引擎上显得匪夷所思，但是仔细想想，JAVA不也是由JVM解释执行的吗？这就叫"没有做不到，只有想不到"。
既然谈到了JAVA，就再对PHP的未来发表一点看法。PHP官方网站上宣布了要在2003年年底发布PHP5.0版。这个版本拥有很多崭新的特性：比如异常处理，命名空间，更加面向对象等等。可以说越来越向JAVA靠拢，SMARTY也是新特性之一，使得PHP更适用于大中型项目的开发。但是似乎离我当初选择它的原因──灵巧易用──越来越远了。但就一个软件的生存周期来看，PHP正处在成长期，开发者赋予它更多的功能，以期能胜任商业应用是利大于弊的。作为PHP的忠实用户，肯定不希望PHP总是被人指责"能力不足"吧？
为什么选择SMARTY，仅仅因为它很像JSP？当然有更为充分的理由。首先，除了第一次编译的成本比较高之外，只要不修改模板文件，编译好的cache脚本就随时可用，省去了大量的parse()时间；其次SMARTY像PHP一样有丰富的函数库，从统计字数到自动缩进、文字环绕以及正则表达式都可以直接使用；如果觉得不够，比如需要数据结果集分页显示的功能，SMARTY还有很强的扩展能力，可以通过插件的形式进行扩充。
事实胜于雄辩。我设计了一个测试程序，通过速度和开发难度这两个因素对比了一下SMARTY和PHPLIB template，选PHPLIB template的原因是在patrick的文章《在PHP世界中选择最合适的模板》中有一个PHPLIB template对Fast template的竞赛，结果PHPLIB template大获全胜，这使得SMARTY有了一个很好的对手。在测试之前，先谈一下在安装过程中需要注意的问题。
三、可能遇到的问题
在SMARTY的官方网站上，有详尽的用户手册，可以选择在线HTML和PDF格式的版本。这里就不再涉及手册上已有的内容，只是把初次使用可能遇到的问题做个解释。
第一个问题就很要命：提示说找不到所需文件？并不是每一个人都按照SMARTY默认目录结构来写应用的。这里需要手工指定，假设目录结构如下：

就需要在index.php里指定目录结构：

$smart->template_dir = "smarty/templates/";
$smart->compile_dir = "smarty/templates_c/";
$smart->config_dir = "smarty/configs/";
$smart->cache_dir = "smarty/cache/";

第一个问题解决了，紧接着就是第二个：我刚用Dreamweaver生成的漂亮模板怎么不能用？并不是模板文件有什么问题，而是因为SMARTY默认的标记分隔符是{}，不巧的是javascript肯定包含这个标记。好在我们可以用任意字符当作分隔符，再加上这两句：

$smart->left_delimiter = "{/";
$smart->right_delimiter = "/}";

这下安装就基本完成，没问题了。
四、反衬和类比 先构思一下对测试的设计。主要的评比因素当然是速度了。为了进行速度测试，采取了算术平均数的作法。在测试页面中重复将页面生成N遍，再对比总页面生成时间。另一个重要因素是易用性(至于扩展性不用比较已经有结果了)，所以使用的模板不能太小。我用的是我个人主页的的页面，一个用Firework+Dreamweaver生成的HTML文件，大小约7K。其中的变量设置也采取最常用的区块，在PHPLIB template里叫block,而SMARTY则称section。别小看这称呼的不同，易用性标准分两块：模板文件和脚本文件的语法是否简明易用。

下面就深入到测试中来。先看看两种模板文件的语法：蓝条左边是PHPLIB template的模板，右边属于SMARTY。个人偏好是不一样的，所以这里不作评论。着重对比一下脚本里的处理语句，先看PHPLIB template的：

$tpl->set_file('phplib', 'bigfile.htm');
$tpl->set_block('phplib', 'row', 'rows');
for ($j = 0; $j set_var('tag' ,"$j");
        $tpl->parse('rows', 'row', true);
}
$tpl->parse('out', 'phplib');
$tpl->p('out');

下面是SMARTY的：

$smart->assign('row',$row);
$smart->display('bigfile.htm');

SMARTY只用了tags和row两个变量，而PHPLIB template则多了模板文件的handler，还有一个莫名其妙的out。说实在的这个out我当初学的时候就不知道为什么要存在，现在看起来，还是别扭。为什么SMARTY少那么多处理语句呢？答案是工作由引擎完成了。如果你喜欢钻研源程序，可以发现在Smarty_compiler.class.php里有一个名叫_compile_tag()的函数，由它负责把section这个标签转换成php语句。这不是一个普通的标签，它带有参数和数据，节省了脚本编程的工作量，而模板标签上的工作量相差又不大，可以判定在易用性上SMARTY高出一畴。
下面该轮到我们最关注的速度了，毕竟对于一个熟练的web开发者来说，掌握再困难的工具不过是时间问题，何况模板引擎这种学习曲线平缓的技术。而速度则是web应用程序的生命，尤其是模板引擎使用在并发访问量很大的站点上，这点就更重要了。测试开始前，我觉得PHPLIB template会在这一环节上胜出，因为它经历了很多次升级，已经基本没有什么bug,而且SMARTY的引擎个头太大，不像它的对手只有两个文件。
果然，测试结果如下图，PHPLIB template有25%的速度优势：
但不会一直这样，我又按了一次刷新，这次得到了不一样的结果：

PHPLIB基本没变化，但是SMARTY提高了25%的速度。继续刷新，得到的都是类似于第二次的结果：SMARTY比PHPLIB template 快上近10%。我想这就是编译型比解释型快的原理了。SMARTY引擎本身就很大，加上还要把模板编译成php文件，速度当然比不上小巧的PHPLIB template。但这只是第一次的情况。第二次接到请求的时候，SMARTY发现该模板已经被编译过了，于是最耗时的一步被跳过了，而对手还要按部就班地进行查找和替换工作。这是编译原理里讲到的很经典的"用空间换时间"例子。
五、结论
结论就是如果你已经爱上SMARTY了，那么还等什么呢？当然并不是说它就全能，就如同我用MVC模式来写我的个人网站，非但没有减少工作量，反而总是要为不同层次间的耦合劳神。
SMARTY不适合什么呢？举个手册里的经典例子：天气预报网站。我还想到一个：股市大盘。在这种网站上用SMARTY会由于经常的重编译而效率偏低，还是PHPLIB template更为适合。
本文并不是为了对比两种引擎，而是为了说明SMARTY的优势。使用它最有意义之处在于它是PHP新体系的一部份，作为一支独立的力量，除了.NET和JAVA ONE这两大体系之外，大中型web开发还有别的选择。这对于GNU项目来说，其意义无异于刘邓大军千里跃进大别山。