【PHP8.x】asin関数の使い方

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1<?php
2
3/**
4 * asin()関数の使用例。
5 * この関数は与えられた数値のアークサイン（逆正弦）を計算します。
6 *
7 * PHPの`asin()`関数自体は同期（ブロッキング）操作です。
8 * つまり、計算が完了するまでプログラムの実行は停止し、結果が得られるのを待ちます。
9 * これは「非同期処理（asincrono）」とは異なり、この関数が完了するまで他の処理は待機します。
10 *
11 * @param float $num -1.0から1.0までの範囲の浮動小数点数。
12 * @return float アークサインの結果をラジアンで返します。範囲外の数値の場合はNANを返します。
13 */
14function demonstrateAsin(float $num): float
15{
16    // asin()は数学関数であり、実行は同期的に行われます。
17    // この関数自身は非同期処理を行うものではありません。
18    return asin($num);
19}
20
21// 例1: 0.5のアークサインを計算
22$value1 = 0.5;
23$result1 = demonstrateAsin($value1);
24echo "数値 {$value1} のアークサイン (ラジアン): " . $result1 . PHP_EOL;
25echo "数値 {$value1} のアークサイン (度): " . rad2deg($result1) . PHP_EOL;
26
27// 例2: 1.0のアークサインを計算 (π/2ラジアン)
28$value2 = 1.0;
29$result2 = demonstrateAsin($value2);
30echo "数値 {$value2} のアークサイン (ラジアン): " . $result2 . PHP_EOL;
31echo "数値 {$value2} のアークサイン (度): " . rad2deg($result2) . PHP_EOL;
32
33// 例3: 無効な値 (範囲外) の場合
34$value3 = 2.0; // asin()は-1から1の範囲の数値しか受け付けません
35$result3 = demonstrateAsin($value3);
36// asin()は範囲外の入力に対してNAN (Not a Number) を返します。
37echo "数値 {$value3} のアークサイン: " . (is_nan($result3) ? 'NAN (範囲外)' : $result3) . PHP_EOL;
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asin関数は、PHP 8で利用できる数学関数で、指定された数値のアークサイン（逆正弦）を計算します。

引数として-1.0から1.0までの範囲の浮動小数点数（float $num）を一つ受け取ります。戻り値は、アークサインの計算結果をラジアン単位の浮動小数点数（float）で返します。もし引数が指定された範囲外の場合には、NAN（Not a Number）が戻り値として返されます。

このasin関数は、計算が完了するまでプログラムの実行が停止する同期処理を行うため、「非同期処理（asincrono）」とは異なります。この関数が結果を返すまで、他の処理は待機します。

サンプルコードでは、demonstrateAsin関数内でasin関数を呼び出す使用例を示しています。有効な数値である0.5や1.0を渡した場合、そのアークサインがラジアンで計算され、rad2deg関数を使って度数に変換した結果も表示されます。一方、2.0のように-1.0から1.0の範囲外の値を渡すと、asin関数はNANを返します。このNANはis_nan関数で確認できます。これにより、不正な入力に対する関数の挙動を理解できます。

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1<?php
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3/**
4 * 複数のURLに対して非同期（ノンブロッキング）でHTTPリクエストを実行します。
5 * curl_multi_* 関数を使用することで、複数のネットワークリクエストを並行して実行し、
6 * データ取得のパフォーマンスを向上させる方法を示します。
7 *
8 * @param array $urls フェッチするURLの配列。例: ['https://example.com/api/data1', 'https://example.com/api/data2']
9 * @return array 各URLとそれに対応するフェッチされたコンテンツ、またはエラーメッセージを含む連想配列。
10 */
11function fetchMultipleUrlsAsynchronously(array $urls): array
12{
13    // cURLマルチハンドラを初期化し、複数のcURLリクエストを管理できるようにします。
14    $multiHandle = curl_multi_init();
15
16    // 個々のcURLハンドラを格納する配列
17    $curlHandles = [];
18    // 結果を格納する配列
19    $results = [];
20
21    // 各URLに対して個々のcURLハンドラを作成し、マルチハンドラに追加します。
22    foreach ($urls as $url) {
23        $ch = curl_init(); // 新しいcURLハンドラを初期化
24        curl_setopt($ch, CURLOPT_URL, $url); // リクエスト先のURLを設定
25        curl_setopt($ch, CURLOPT_RETURNTRANSFER, true); // レスポンス内容を文字列として返すように設定
26        curl_setopt($ch, CURLOPT_HEADER, false); // レスポンスヘッダを結果に含めないように設定
27        // 必要に応じて他のcURLオプション（タイムアウト、SSL検証など）を追加できます。
28
29        curl_multi_add_handle($multiHandle, $ch); // 個々のハンドラをマルチハンドラに追加
30        $curlHandles[(string)$ch] = $ch; // 後で結果を取得するために、ハンドラをキーとして保存
31        $results[$url] = null; // 結果のプレースホルダーを初期化
32    }
33
34    // 全てのcURLリクエストが完了するまで実行します。
35    // curl_multi_exec() は、アクティブなリクエストの数が0になるまで呼び出され続けます。
36    $active = null; // アクティブなリクエストの数を追跡する変数
37    do {
38        // リクエストを実行し、`$active` を更新します。
39        // CURLM_CALL_MULTI_PERFORM は、さらに呼び出しが必要なことを示します。
40        $mrc = curl_multi_exec($multiHandle, $active);
41    } while ($mrc === CURLM_CALL_MULTI_PERFORM || $active); // 全てのリクエストが完了するまでループを継続
42
43    // 全てのリクエストが完了した後、各リクエストの結果を処理します。
44    foreach ($curlHandles as $ch) {
45        $url = curl_getinfo($ch, CURLINFO_EFFECTIVE_URL); // 実際にリクエストが送信されたURLを取得
46        $content = curl_multi_getcontent($ch); // リクエストのレスポンス内容を取得
47
48        if ($content === false) {
49            // エラーが発生した場合、エラーメッセージを記録します。
50            $error = curl_error($ch);
51            $results[$url] = "Error fetching {$url}: {$error}";
52        } else {
53            // 成功した場合、レスポンス内容を保存します。
54            $results[$url] = $content;
55        }
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57        curl_multi_remove_handle($multiHandle, $ch); // マルチハンドラから個々のハンドラを削除
58        curl_close($ch); // 個々のcURLハンドラを閉じ、リソースを解放
59    }
60
61    // cURLマルチハンドラを閉じ、リソースを解放します。
62    curl_multi_close($multiHandle);
63
64    return $results;
65}
66
67// サンプル使用例: 複数のAPIエンドポイントからデータを非同期でフェッチします。
68$targetUrls = [
69    'https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1',
70    'https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1',
71    'https://jsonplaceholder.typicode.com/users/1',
72    'https://api.github.com/nonexistent_path', // エラーとなるURLの例
73];
74
75echo "複数のURLから非同期でデータをフェッチ中..." . PHP_EOL . PHP_EOL;
76
77// 非同期フェッチ関数を呼び出します
78$fetchedData = fetchMultipleUrlsAsynchronously($targetUrls);
79
80// フェッチされたデータを表示します
81foreach ($fetchedData as $url => $content) {
82    echo "--- URL: {$url} からのデータ ---" . PHP_EOL;
83    if (str_starts_with($content, "Error fetching")) {
84        echo $content . PHP_EOL;
85    } else {
86        // レスポンスが長い場合を考慮し、最初の200文字のみ表示
87        echo substr($content, 0, 200) . (strlen($content) > 200 ? '...' : '') . PHP_EOL;
88    }
89    echo PHP_EOL;
90}
91
92echo "全てのURLのフェッチが完了しました。" . PHP_EOL;
93

このPHPコードは、複数のウェブサイトやAPIエンドポイントからデータを同時に、かつ効率的に取得するための非同期HTTPリクエスト処理を示しています。具体的には、PHPのcURL拡張機能に含まれるcurl_multi_*関数群を利用して、複数のネットワークリクエストを並行して実行し、処理全体の完了時間を短縮する手法を学べます。

fetchMultipleUrlsAsynchronously関数は、取得したいURLの配列（$urls）を引数として受け取ります。この関数は、各URLに対して個別のcURLハンドラを準備し、それらを一つの「マルチハンドラ」でまとめて管理します。curl_multi_exec関数をループ内で呼び出すことで、全てのリクエストがバックグラウンドで同時に進行します。全てのリクエストが完了すると、curl_multi_getcontent関数で各URLからのレスポンス内容が取得され、最終的に各URLとそのコンテンツ、またはエラーメッセージを格納した連想配列が戻り値として返されます。

このアプローチは、一つずつリクエストを処理する「同期」方式に比べて、待ち時間を有効活用できるため、大量のデータを外部から取得する必要があるシステムにおいて、パフォーマンスを大幅に向上させる強力な手段となります。システムエンジニアを目指す方にとって、非同期処理の概念と具体的な実装方法を理解する上で非常に役立つサンプルコードです。