理解依赖注入与控制反转

什么是依赖

没有你我就活不下去,那么,你就是我的依赖。 说白了就是:

不是我自身的,却是我需要的,都是我所依赖的。一切需要外部提供的,都是需要进行依赖注入的。

我们用代码来描述一下:

<?php

class Boy
{
    protected $girl;

    public function __construct(Girl $girl)
    {
        $this->girl = $girl;
    }
}

class Girl 
{

}

// $boy = new Boy();  // Error

// so 必须要给他一个女朋友才行
$girl = new Girl();

$boy = new Boy($girl);

从上述代码我们可以看到 Boy 强依赖 Girl 必须在构造时注入 Girl 的实例才行。

那么为什么要有依赖注入这个概念,依赖注入到底解决了什么问题?

我们将上述代码修正一下我们初学时都写过的代码:

<?php

class Boy 
{
    protected $girl;

    public function __construct()
    {
        $this->girl = new Girl();
    }
}

这种方式与前面的方式有什么不同呢?

我们会发现 Boy 的女朋友被我们硬编码到 Boy 的身体里去了。。。 每次Boy重生自己想换个类型的女朋友都要把自己扒光才行。。。 (⊙o⊙)…

某天 Boy 特别喜欢一个 LoliGirl ,非常想让她做自己的女朋友。。。怎么办? 重生自己。。。扒开自己。。。把 Girl 扔了。。。把 LoliGirl 塞进去。。。

<?php

class LoliGirl
{

}

class Boy 
{
    protected $girl;

    public function __construct()
    {
        // $this->girl = new Girl();   // Sorry...
        $this->girl = new LoliGirl();
    }
}

某天 Boy 迷恋上了御姐.... (⊙o⊙)… Boy 好烦。。。

是不是感觉不太好?每次遇到真心相待的人却要这么的折磨自己。。。

Boy 说,我要变的强大一点。我不想被改来改去的!

好吧,我们让 Boy 强大一点:

<?php

interface Girl
{

}

class LoliGirl implements Girl 
{

}

class Vixen implements Girl 
{

}

class Boy 
{
    protected $girl;

    public function __construct(Girl $girl)
    {
        $this->girl = $girl;
    }
}

$loliGirl = new LoliGirl();
$vixen = new Vixen();

$boy = new Boy($loliGirl);
$boy = new Boy($vixen);

Boy 很高兴,终于可以不用扒开自己就可以体验不同的人生了。。。So Happy!

小结

因为大多数应用程序都是由两个或者更多的类通过彼此合作来实现业务逻辑,这使得每个对象都需要获取与其合作的对象(也就是它所依赖的对象)的引用。如果这个获取过程要靠自身实现,那么将导致代码高度耦合并且难以维护和调试。

所以才有了依赖注入的概念,依赖注入解决了以下问题:

  • 依赖之间的解耦
  • 单元测试,方便Mock

=。= 前面的依赖注入居然需要我们手动的去注入依赖,做为程序员的我们怎么可以容忍这种低效的注入方式,好吧,我们先来了解一下 IOC 的概念.

 

控制反转 (Inversion Of Control, IOC)

控制反转 是面向对象编程中的一种设计原则,可以用来减低计算机代码之间的耦合度。其中最常见的方式叫做依赖注入(Dependency Injection, DI), 还有一种叫"依赖查找"(Dependency Lookup)。通过控制反转,对象在被创建的时候,由一个调控系统内所有对象的外界实体,将其所依赖的对象的引用传递给它。也可以说,依赖被注入到对象中。

也就是说,我们需要一个调控系统,这个调控系统中我们存放一些对象的实体,或者对象的描述,在对象创建的时候将对象所依赖的对象的引用传递过去。 在 Laravel 中 Service Container(服务容器) 就是这个高效的调控系统,它是 laravel 的核心。

下面我们看一下 laravel 是如何实现自动依赖注入的。

 

laravel 中的依赖注入

现在我们看文档给的例子应该就不难理解了:

<?php

namespace App\Jobs;

use App\User;
use Llluminate\Contracts\Mail\Mailer;
use Llluminate\Contracts\Bus\SelfHanding;

class PurchasePodcast implements SelfHanding
{
    protected $mailer;

    public function __construct(Mailer $mailer)
    {
        $this->mailer = $mailer;
    }

    public function handle()
    {
        //
    }
}

说到 laravel 中的依赖注入,我们不得不了解 laravel 的 Service Container

 

服务容器 (Service Container)

从介绍不难看出服务容器就是控制反转的容器,它就是前文说到的调度系统。

实现依赖注入的方式可以是在构造函数中或者 setter 方法中。

如果我们仔细研究了 Service Container 我们就会发现 laravel 的服务容器中只存储了对象的描述,而并不需要知道如何具体的去构造一个对象,因为它会根据 php 的反射服务去自动解析具体化一个对象。

 

反射

在计算机科学中,反射是指计算机在运行时(Run time)可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。

用来比喻说,那种程序能够“观察”并且修改自己的行为。

支持反射的语言提供了一些在低级语言中难以实现的运行时特性。这些特性包括

  • 作为一个第一类对象发现并修改源代码的结构(如代码块、类、方法、协议等)。

  • 将跟 class 或 function 匹配的转换成 class 或 function 的调用或引用。

  • 在运行时像对待源代码语句一样计算字符串。

  • 创建一个新的语言字节码解释器来给编程结构一个新的意义或用途。

PHP 实现的反射可以在官网文档中进行查看: 反射API

<?php

$reflector = new ReflectionClass('App\User');

if ($reflector->isInstantiable()) {
    $user = $reflector->newInstance();
}

laravel 的服务容器的 build 方法中需要通过反射服务来解析依赖关系,比如说 construct 函数中需要传递的依赖参数有哪些? 它就需要用到如下方法:

$constructor = $reflector->getConstructor();

if (is_null($constructor)) {
    array_pop($this->buildStack);

    return new $concrete;
}

$dependencies = $constructor->getParameters();

现在我们应该对 laravel 如何实现依赖的自动注入有点想法了吧?

来整理一下疑问:

  • 如何实现依赖的自动注入? (控制反转,利用反射)

  • 依赖注入需要哪些东东? (整理依赖关系[ construct | setter ],还要解析依赖传递引用)

  • 怎么解析依赖?

你可能会问为什么要问怎么解析依赖?解析依赖肯定是要用到反射的啦,反射,你知道类名不就可以直接解析了吗?

其实。。。不是这样的。。。(@ο@)

很多时候我们为了提高代码的扩展性和维护性,在编写类时依赖的是接口或抽象类,而并不是一个具体的实现类。明白了吗?依赖解析的时候如果只解析到接口或抽象类,然后利用反射,那么这个依赖肯定是错误的。

那么我们就需要在调度系统中注入相关依赖的映射关系,然后在需要的时候正确的解析关系。 比如说, 喂, 我需要一个 A, 你别给我 B 啊。

$container->bind('a', function () {
    return new B();
});

$a = $container->make('a');

 

总结

  • 依赖注入是控制反转的一种实现,实现代码解耦,便于单元测试。因为它并不需要了解自身所依赖的类,而只需要知道所依赖的类实现了自身所需要的方法就可以了。你需要我,你却不认识我/(ㄒoㄒ)/~~

  • 控制反转提供一种调控系统,实现依赖解析的自动注入,一般配合容器提供依赖对象实例的引用。

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