如何通過緩存機制提升md5_file() 函數多次調用時的執行效率？

在PHP开发中，md5_file() 函数常用于获取文件的MD5哈希值，便于校验文件完整性或检测文件变化。然而，当需要对同一批文件多次调用 md5_file() 时，频繁的磁盘IO操作会显著降低程序执行效率。为此，我们可以通过缓存机制来提升 md5_file() 函数多次调用时的执行效率。

一、md5_file() 函数的性能瓶颈

md5_file() 函数每次调用时都会从磁盘读取整个文件内容，计算出MD5值。如果对同一个文件多次调用，文件内容被重复读取，造成了不必要的资源消耗，特别是文件较大或文件数量较多的情况下，性能损失更加明显。

二、使用缓存机制的基本思路

缓存机制的核心思想是：第一次调用 md5_file() 时计算并保存结果，后续再次请求同一文件时直接从缓存获取哈希值，避免重复计算。

缓存可以存储于内存（如数组、静态变量）、文件或其他存储介质，视实际场景选择。

三、示例代码

下面是一个基于内存缓存的简单示例，实现了对 md5_file() 结果的缓存：

<?php
class Md5FileCache {
    private static $cache = [];

    /**
     * 獲取文件的MD5值，支持緩存
     *
     * @param string $filePath 文件路徑
     * @return string|false 返回MD5字符串，失敗返回false
     */
    public static function getMd5(string $filePath) {
        // 先檢查緩存是否存在
        if (isset(self::$cache[$filePath])) {
            return self::$cache[$filePath];
        }

        // 緩存不存在，計算MD5
        if (!file_exists($filePath)) {
            return false;
        }

        $md5 = md5_file($filePath);
        if ($md5 !== false) {
            self::$cache[$filePath] = $md5;
        }

        return $md5;
    }
}

// 使用示例
$file = '/path/to/your/file.txt';
$md5_1 = Md5FileCache::getMd5($file);
$md5_2 = Md5FileCache::getMd5($file); // 這裡直接從緩存取，避免重复計算

echo "MD5: " . $md5_1 . PHP_EOL;
?>

四、进一步优化

1. 利用文件修改时间验证缓存有效性

缓存结果可能因文件被修改而失效，因此应结合文件的修改时间 (filemtime()) 进行缓存验证。

<?php
class Md5FileCache {
    private static $cache = [];

    public static function getMd5(string $filePath) {
        if (!file_exists($filePath)) {
            return false;
        }

        $mtime = filemtime($filePath);

        if (isset(self::$cache[$filePath]) && self::$cache[$filePath]['mtime'] === $mtime) {
            return self::$cache[$filePath]['md5'];
        }

        $md5 = md5_file($filePath);
        if ($md5 !== false) {
            self::$cache[$filePath] = [
                'md5' => $md5,
                'mtime' => $mtime,
            ];
        }

        return $md5;
    }
}
?>

2. 持久化缓存

如果程序长时间运行或需要跨请求缓存，可以