【PHP8.x】__wakeupメソッドの使い方

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1<?php
2
3/**
4 * このPHPコードは、マジックメソッド `__wakeup` の動作と、その「バイパス」メカニズムを
5 * システムエンジニアを目指す初心者向けに示します。
6 *
7 * `ValueError` のリファレンス情報に `__wakeup` メソッドの存在が示されていますが、
8 * `ValueError` は内部クラスであるため、直接的なデシリアライズ操作は通常行われません。
9 * ここでは、ユーザー定義クラスを使って `__wakeup` の挙動とそのバイパス方法を実演し、
10 * 同じ原理が内部クラスにも適用される可能性を説明します。
11 */
12class MyObjectWithWakeup
13{
14    public string $name;
15    public int $id;
16    private bool $internalStateInitialized = false;
17
18    /**
19     * コンストラクタ
20     *
21     * @param string $name オブジェクトの名前
22     * @param int $id オブジェクトのID
23     */
24    public function __construct(string $name, int $id)
25    {
26        $this->name = $name;
27        $this->id = $id;
28        echo "MyObjectWithWakeup::__construct() が呼び出されました。\n";
29    }
30
31    /**
32     * オブジェクトが `unserialize()` される際に呼び出されるマジックメソッドです。
33     * 通常、シリアライズ中に失われたリソース（例: データベース接続）の再確立や、
34     * 内部状態の再初期化に使用されます。
35     *
36     * `ValueError` クラスの `__wakeup` も、同様に内部的な状態復元のために存在するでしょう。
37     */
38    public function __wakeup(): void
39    {
40        echo "MyObjectWithWakeup::__wakeup() が呼び出されました: 内部状態を再初期化しています。\n";
41        $this->internalStateInitialized = true;
42    }
43
44    /**
45     * 内部状態が初期化されたかを確認するゲッター。
46     *
47     * @return bool 内部状態が初期化されていれば `true`
48     */
49    public function isInternalStateInitialized(): bool
50    {
51        return $this->internalStateInitialized;
52    }
53
54    /**
55     * オブジェクトの文字列表現を返します。
56     *
57     * @return string オブジェクトの情報を表す文字列
58     */
59    public function __toString(): string
60    {
61        return sprintf(
62            "MyObjectWithWakeup[name: %s, id: %d, internalStateInitialized: %s]",
63            $this->name,
64            $this->id,
65            $this->internalStateInitialized ? 'true' : 'false'
66        );
67    }
68}
69
70echo "--- 1. `__wakeup` が正常に呼び出されるケース ---\n";
71// オブジェクトを生成
72$originalObject = new MyObjectWithWakeup("Alice", 101);
73
74// オブジェクトをシリアライズします。
75// 例: O:22:"MyObjectWithWakeup":3:{s:4:"name";s:5:"Alice";s:2:"id";i:101;s:37:"\0MyObjectWithWakeup\0internalStateInitialized";b:0;}
76// `O:クラス名:プロパティ数:{...}` の形式で、プロパティ数は実際のプロパティ数（この場合3）を示します。
77$serializedString = serialize($originalObject);
78echo "シリアライズされた文字列: " . $serializedString . "\n";
79
80// シリアライズされた文字列からオブジェクトを復元します。
81// プロパティ数が正しいので `__wakeup` メソッドが呼び出されます。
82$deserializedObject = unserialize($serializedString);
83
84echo "復元されたオブジェクト: " . $deserializedObject . "\n";
85if ($deserializedObject->isInternalStateInitialized()) {
86    echo "メッセージ: `__wakeup` メソッドが正常に呼び出され、内部状態が初期化されました。\n\n";
87} else {
88    echo "エラー: `__wakeup` メソッドが呼び出されませんでした。\n\n";
89}
90
91echo "--- 2. `__wakeup` の「バイパス」ケース ---\n";
92// シリアライズされた文字列を意図的に操作し、プロパティ数を実際よりも少なく偽装します。
93// 例: `O:クラス名:プロパティ数:{...}` の「プロパティ数」の部分を、実際よりも小さい値に設定します。
94// この操作により、PHPは `__wakeup` メソッドを呼び出さずにオブジェクトを復元します。
95// これは、PHPのデシリアライゼーションの脆弱性の一つとして知られています。
96
97// `MyObjectWithWakeup` には public プロパティ 'name', 'id'、private プロパティ 'internalStateInitialized' の計3つがあります。
98// `serialize()` はこれら3つ全てをシリアライズするため、通常は `O:ClassName:3:{...}` の形式になります。
99// ここでは意図的にプロパティ数を `1` に設定し、`__wakeup` をバイパスします。
100$bypassedSerializedString = 'O:' . strlen(MyObjectWithWakeup::class) . ':"' . MyObjectWithWakeup::class . '":1:{s:4:"name";s:8:"Bypassed";}';
101echo "バイパスされたシリアライズ文字列: " . $bypassedSerializedString . "\n";
102
103// 操作された文字列からオブジェクトを復元します。
104// プロパティ数が偽装されているため、`__wakeup` は呼び出されません。
105$bypassedObject = unserialize($bypassedSerializedString);
106
107if ($bypassedObject instanceof MyObjectWithWakeup) {
108    echo "復元されたオブジェクト (バイパス後): " . $bypassedObject . "\n";
109    if (!$bypassedObject->isInternalStateInitialized()) {
110        echo "メッセージ: `__wakeup` メソッドがバイパスされ、内部状態が初期化されませんでした。\n";
111        echo "この仕組みは、PHPの内部クラスである `ValueError` の `__wakeup` メソッドが、\n";
112        echo "もし外部からデシリアライズされるような状況があった場合でも、同様にバイパスされる可能性があります。\n";
113    } else {
114        echo "エラー: `__wakeup` メソッドが呼び出されてしまいました。\n";
115    }
116} else {
117    echo "エラー: デシリアライゼーションに失敗したか、予期せぬ型のオブジェクトが返されました。\n";
118}
119

PHPの__wakeupメソッドは、unserialize()関数によってオブジェクトが復元される直前に自動的に呼び出されるマジックメソッドです。これは、シリアライズ中に失われたリソースの再確立や、オブジェクトの内部状態を再初期化する目的で利用されます。ValueErrorクラスの__wakeupメソッドも、同様に内部的な状態復元のために存在すると考えられます。引数はなく、戻り値もvoid（何も返さない）です。

このサンプルコードでは、MyObjectWithWakeupというカスタムクラスを用いて__wakeupメソッドの動作を実演しています。まず、オブジェクトを生成しシリアライズした後に復元すると、__wakeupが正常に呼び出され、内部状態が初期化されることを確認できます。

次に、シリアライズされた文字列のプロパティ数を意図的に操作することで、__wakeupメソッドを呼び出さずにオブジェクトを復元する「バイパス」の仕組みを示します。これは、PHPのデシリアライゼーションにおける既知の挙動であり、セキュリティ上の考慮点となることがあります。ValueErrorのような内部クラスでも、もし外部からデシリアライズされるような状況があった場合、同様の原理で__wakeupがバイパスされる可能性があることを示唆しています。

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1<?php
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3// このクラスは、__wakeupマジックメソッドの動作を具体的に示します。
4// __wakeupは、unserialize()によってオブジェクトが復元される直前に呼び出されます。
5// ValueErrorのようなPHP内部クラスも、独自の内部__wakeup実装を持つことがあります。
6class SerializableExample
7{
8    public string $name;
9    public ?string $restorationStatus = null;
10    private bool $isWakeupCalled = false; // __wakeupが呼び出されたことを示すフラグ
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12    public function __construct(string $name)
13    {
14        $this->name = $name;
15        // 実際のアプリケーションでは、コンストラクタで初期設定を行うことがあります。
16    }
17
18    /**
19     * __wakeupメソッドは、unserialize()によってオブジェクトのプロパティが復元される直前に呼び出されます。
20     * シリアライズ中に失われた可能性のあるリソース（データベース接続など）を再確立したり、
21     * オブジェクトの状態を再初期化するために使用されます。
22     */
23    public function __wakeup(): void
24    {
25        $this->restorationStatus = "オブジェクト '" . $this->name . "' が正常にデシリアライズされました。";
26        $this->isWakeupCalled = true;
27        // ここで、ファイルハンドルを再度開くなどの処理を行うことができます。
28    }
29
30    public function getStatus(): string
31    {
32        return $this->restorationStatus ?? "初期状態";
33    }
34
35    public function isWakeupExecuted(): bool
36    {
37        return $this->isWakeupCalled;
38    }
39}
40
41// 1. オブジェクトを作成します。
42$originalObject = new SerializableExample("MyDataProcessor");
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44// 2. オブジェクトをシリアライズ（文字列に変換）します。
45$serializedObject = serialize($originalObject);
46
47// 3. オブジェクトをデシリアライズ（文字列からオブジェクトを再作成）します。
48// この過程で、SerializableExample::__wakeupメソッドが自動的に呼び出されます。
49$restoredObject = unserialize($serializedObject);
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51// 4. __wakeupメソッドが実行されたことを確認します。
52echo "デシリアライズされたオブジェクトの状態: " . $restoredObject->getStatus() . "\n";
53echo "__wakeupは実行されましたか？ " . ($restoredObject->isWakeupExecuted() ? "はい" : "いいえ") . "\n";
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55// ValueError（PHP内部クラス）のコンテキスト:
56// ValueErrorのような内部クラスも、シリアライズおよびデシリアライズのメカニズムに参加します。
57// 私たちがValueErrorの内部__wakeupを直接オーバーライドしたり観察したりすることはできませんが、
58// PHPは同様の内部ロジックを使用して、デシリアライズ時にその状態を適切に再確立します。
59try {
60    // 例としてValueErrorインスタンスを作成
61    throw new ValueError("無効な引数の値が検出されました。");
62} catch (ValueError $e) {
63    // ValueErrorオブジェクトをシリアライズします。
64    $serializedError = serialize($e);
65
66    // ValueErrorオブジェクトをデシリアライズします。
67    // ここでPHPは、ValueErrorの内部__wakeup（存在する場合）を呼び出す可能性があります。
68    $unserializedError = unserialize($serializedError);
69
70    // デシリアライズされたエラーオブジェクトのメッセージを確認します。
71    echo "ValueErrorがシリアライズおよびデシリアライズされました。メッセージ: " . $unserializedError->getMessage() . "\n";
72}
73

PHPの__wakeupメソッドは、オブジェクトがserialize()関数によって文字列化され、その後にunserialize()関数で元のオブジェクトとして復元される際に、自動的に呼び出される特別なメソッドです。このメソッドは、unserialize()によってオブジェクトのプロパティが復元された直後に実行されます。引数はなく、戻り値もありません（void）。

__wakeupの主な役割は、デシリアライズ中に失われた可能性のあるリソース（データベース接続やファイルハンドルなど）を再確立したり、オブジェクトの内部状態を適切に再初期化したりすることです。サンプルコードのSerializableExampleクラスでは、デシリアライズ時に__wakeupが実行され、オブジェクトの復元状態を示すプロパティが更新されることで、正しく処理されたことが確認できます。

ValueErrorのようなPHPの内部クラスも、シリアライズおよびデシリアライズのメカニズムに参加しています。私たちはValueErrorの内部__wakeupを直接定義することはできませんが、PHPは同様の内部ロジックを使用して、デシリアライズ時にその状態を適切に再確立し、オブジェクトの持続性と堅牢性を確保しています。