分析 WordPress `wpdb` 类的 `prepare()` 方法源码：它如何通过 `vsprintf()` 函数安全地替换占位符。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位代码界的诸位，今天咱们来聊聊WordPress里一个非常重要的角色：wpdb 类的 prepare() 方法。这家伙，可是保证咱们WordPress网站数据安全的关键先生，尤其是在处理数据库查询的时候。

今天，咱们就一起扒一扒 prepare() 方法的底裤，看看它到底是怎么用 vsprintf() 函数，安全又稳妥地替换那些占位符的。

开场白：占位符的爱恨情仇

在WordPress的世界里，直接把用户输入的数据拼接到SQL语句里，那简直就是自寻死路。SQL注入攻击可不是闹着玩的，一不小心，网站就被黑客叔叔给“嘿嘿嘿”了。

为了避免这种惨剧，WordPress引入了占位符机制。简单来说，就是先在SQL语句里放几个“萝卜坑”，然后再用安全的方式把数据“萝卜”填进去。

wpdb 类的 prepare() 方法，就是负责干这个“填萝卜”的活儿的。

wpdb::prepare() 方法：闪亮登场

咱们先来看看 prepare() 方法的原型：

<?php
/**
 * Prepares a SQL query for safe execution. Uses sprintf() syntax.
 *
 * The intended use is to prepare a query string with the *minimum* number
 * of arguments.
 *
 * @since 2.3.0
 *
 * @param string $query The SQL query with sprintf() placeholders.
 * @param mixed  ...$args The arguments to replace the placeholders.
 * @return string The prepared SQL query.
 */
public function prepare( $query, ...$args ) {
    if ( is_null( $query ) ) {
        return '';
    }

    $args = func_get_args();
    array_shift( $args ); // Remove the query from the array.
    if ( is_array( $args[0] ) ) {
        $args = $args[0];
    }

    $query = str_replace( "'%s'", '%s', $query ); // Strip slashes added by esc_sql.
    $query = str_replace( '"%s"', '%s', $query );

    $num_args = count( $args );
    $esc       = false;
    $i         = 0;
    while ( $i < $num_args ) {
        if ( is_float( $args[ $i ] ) ) {
            $args[ $i ] = str_replace( ',', '.', strval( $args[ $i ] ) ); // handle locales
        } else {
            $args[ $i ] = $this->_real_escape( $args[ $i ] );
        }
        $esc = true;
        $i++;
    }

    if ( isset( $this->dbh, $this->use_mysqli ) && $this->use_mysqli ) {
        mysqli_thread_safe();
    }

    return $this->real_escape( vsprintf( $query, $args ) );
}

别被这一大坨代码吓到，咱们一步一步来拆解。

参数处理：
- $query： SQL查询语句，里面可以包含占位符，比如 %s (字符串), %d (整数), %f (浮点数)。
- ...$args：可变参数列表，用于替换查询语句中的占位符。
移除查询语句：

array_shift( $args ); 这行代码把 $args 数组的第一个元素（也就是查询语句本身）给踢掉了。因为我们只需要用来替换占位符的数据。
处理数组参数：

if ( is_array( $args[0] ) ) { $args = $args[0]; } 允许传入一个数组作为参数，方便一次性传递多个值。
移除多余的转义：

$query = str_replace( "'%s'", '%s', $query );
$query = str_replace( '"%s"', '%s', $query );

这两行代码是为了兼容一些老版本的WordPress插件，它们可能会错误地对占位符进行转义。 prepare() 方法会把这些多余的转义给移除掉。
数据转义（核心部分）：
```
$num_args = count( $args );
$esc       = false;
$i         = 0;
while ( $i < $num_args ) {
    if ( is_float( $args[ $i ] ) ) {
        $args[ $i ] = str_replace( ',', '.', strval( $args[ $i ] ) ); // handle locales
    } else {
        $args[ $i ] = $this->_real_escape( $args[ $i ] );
    }
    $esc = true;
    $i++;
}
```
这部分代码是 prepare() 方法的核心所在。它会遍历 $args 数组，对每一个值进行转义。
- 浮点数处理： 如果值是浮点数，它会把小数点从逗号 , 替换成句点 .，以兼容不同的区域设置。
- 其他类型处理： 其他类型的值，会调用 $this->_real_escape() 方法进行转义。这个方法会根据数据库连接的方式（MySQL或MySQLi）来选择不同的转义函数，比如 mysqli_real_escape_string() 或 mysql_real_escape_string()。这些函数会将特殊字符（比如单引号、双引号、反斜杠等）进行转义，防止SQL注入攻击。
vsprintf() 函数：替换占位符

return $this->real_escape( vsprintf( $query, $args ) );

终于轮到 vsprintf() 函数登场了！ vsprintf() 函数是一个非常强大的字符串格式化函数，它可以根据指定的格式字符串，将一个数组中的值替换到字符串中。

在这里，$query 是格式字符串，$args 是要替换的值的数组。 vsprintf() 函数会按照占位符的顺序，将 $args 数组中的值依次替换到 $query 中。

重要提示： 虽然 vsprintf() 函数本身不会进行任何转义，但是 prepare() 方法在调用 vsprintf() 之前，已经对 $args 数组中的所有值进行了转义。所以，最终生成的SQL语句是安全的。
最终转义：

$this->real_escape( vsprintf( $query, $args ) );

prepare() 方法调用完vsprintf()后再次调用了$this->real_escape()，进行二次转义。

vsprintf() 函数：详细解剖

vsprintf() 函数是PHP的一个内置函数，它的作用是将一个数组中的值，按照指定的格式字符串进行格式化，并返回格式化后的字符串。

vsprintf() 函数的语法如下：

string vsprintf ( string $format , array $args )

$format：格式字符串，里面可以包含占位符，比如 %s (字符串), %d (整数), %f (浮点数) 等等。
$args：一个数组，包含要替换到格式字符串中的值。

vsprintf() 函数会按照占位符的顺序，将 $args 数组中的值依次替换到 $format 中。

vsprintf() 函数支持的占位符类型：

占位符	描述	示例
`%s`	字符串	`vsprintf( 'Hello %s', ['World'] )` => `Hello World`
`%d`	整数	`vsprintf( 'The answer is %d', [42] )` => `The answer is 42`
`%f`	浮点数	`vsprintf( 'The price is %f', [3.14] )` => `The price is 3.140000`
`%%`	百分号字符 `%`	`vsprintf( 'Discount is %% %d', [10] )` => `Discount is % 10`
`%b`	二进制数	`vsprintf( '%b', [10] )` => `1010`
`%c`	ASCII字符	`vsprintf( '%c', [65] )` => `A`
`%e`	科学计数法（小写e）	`vsprintf( '%e', [12345] )` => `1.234500e+4`
`%E`	科学计数法（大写E）	`vsprintf( '%E', [12345] )` => `1.234500E+4`
`%o`	八进制数	`vsprintf( '%o', [10] )` => `12`
`%u`	无符号整数	`vsprintf( '%u', [-10] )` => `4294967286`
`%x`	十六进制数（小写字母）	`vsprintf( '%x', [10] )` => `a`
`%X`	十六进制数（大写字母）	`vsprintf( '%X', [10] )` => `A`

vsprintf() 函数的用法示例：

<?php
$name = 'Alice';
$age = 30;
$city = 'New York';

$message = vsprintf( 'My name is %s, I am %d years old, and I live in %s.', [$name, $age, $city] );

echo $message; // 输出: My name is Alice, I am 30 years old, and I live in New York.
?>

wpdb::prepare() 方法的例子：

假设我们要查询 wp_posts 表中 post_title 为 "Hello World" 的文章，我们可以这样使用 prepare() 方法：

<?php
global $wpdb;

$post_title = 'Hello World';

$query = $wpdb->prepare(
    "SELECT * FROM {$wpdb->posts} WHERE post_title = %s",
    $post_title
);

$results = $wpdb->get_results( $query );

// 处理查询结果
?>

在这个例子中，prepare() 方法会将 $post_title 变量的值进行转义，然后替换到SQL语句中的 %s 占位符。这样就可以防止SQL注入攻击。

安全性分析：prepare() 方法如何防止SQL注入？

prepare() 方法之所以能够防止SQL注入，主要归功于以下两点：

数据转义： prepare() 方法会对所有要替换到SQL语句中的值进行转义。这样可以确保特殊字符不会被SQL引擎错误地解释，从而防止攻击者构造恶意的SQL代码。
vsprintf() 函数的安全性： 虽然 vsprintf() 函数本身不会进行任何转义，但是 prepare() 方法在调用 vsprintf() 之前，已经对所有值进行了转义。所以，即使攻击者尝试在数据中插入SQL代码，这些代码也会被转义，无法执行。

总结：wpdb::prepare() 方法是WordPress数据安全的守护神

wpdb 类的 prepare() 方法是WordPress中一个非常重要的安全机制。它通过使用占位符和数据转义，有效地防止了SQL注入攻击。

所以，在编写WordPress插件或主题时，一定要养成使用 prepare() 方法的好习惯。不要直接将用户输入的数据拼接到SQL语句中，否则，你的网站就可能成为黑客的提款机。

希望这次讲座对大家有所帮助。记住，代码安全无小事，时刻保持警惕，才能让我们的网站远离危险。

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