你需要知道的依赖注入

如题，你是否经常听人提起依赖注入？反正笔者对这个概念已经听过多次，也去搜索了解了许多知识，但每次看完都感觉有点绕，于是做了一些实战来便于理解。

• 依赖注入的前置知识
• 非依赖注入的开发模式
• 依赖注入的开发模式
• 依赖注入容器的开发模式

依赖注入的前置知识

要了解依赖注入，必须得先知道以下知识点。

• 依赖倒置
• 控制反转
• 依赖注入

依赖倒置 DIP

依赖倒置（Dependency inversion principle，缩写为 DIP）是面向对象六大基本原则之一。它是指一种特定的解耦形式，使得高层次的模块不依赖于低层次的模块的实现细节，依赖关系被颠倒（反转），从而使得低层次模块依赖于高层次模块的需求抽象。

该原则规定：

• 高层次的模块不应该依赖于低层次的模块，两者都应该依赖于抽象接口。
• 抽象接口不应该依赖于具体实现。而具体实现则应该依赖于抽象接口。

上面这两句话很抽象，需要细细品味才能发现其中奥秘，如果暂时理解不了也没关系，下文会结合具体案例帮助大家理解。

控制反转 IOC

控制反转（Inversion of Control，缩写为 IOC）是面向对象编程中的一种设计原则，用来降低计算机代码之间的耦合度。是实现依赖倒置原则的一种代码设计思路。其中最常见的方式叫做依赖注入，还有一种方式叫依赖查找。

依赖注入 DI

依赖注入（Dependency Injection，缩写为 DI）是实现控制反转的一种方式。常用的依赖注入方法有 3 种：

• 接口注入
• 构造函数注入
• 属性注入

案例介绍

在了解了相关理论之后，接下来我们通过案例来理解一下依赖注入。

常用的后端架构可以分为 3 层：

• web 层
  • 接收前端请求，处理请求参数，匹配后端路由，调用对应的 service 层处理业务。
• service 层
  • 接收 web 层的参数，处理业务逻辑，如果需要读取数据，会调用 database 层。
• database 层
  • 处理数据库相关的层，负责连接数据库，以及常用的增删改查方法的封装。

接下来我们通过非依赖注入，依赖注入，依赖注入容器这 3 种思路，搭建一个简单的后端 3 层架构。

非依赖注入的开发模式

非依赖注入的开发模式很符合常规逻辑，即：web 层依赖 service 层，service 层依赖 database 层。

案例如下：

// 案例中使用伪代码，便于大家理解。
class Database {
  select(sql) {
    const mysql = require("mysql");
    return new Promise(resolve => {
      // 连接数据库，并执行 sql 语句进行查询
      mysql.createConnection().query(sql, (error, results, fields) => {
        const success = results.length > 0 ? true : false;
        resolve(success);
      });
    });
  }
}

class Service {
  async login(username, password) {
    const db = new Database();
    const success = await db.select(
      `select * from user where username=${username} and password=${password}`
    );
    return success ? "登录成功" : "登录失败";
  }
}

class Web {
  matchRouter(path) {
    switch (path) {
      case "login":
        const service = new Service();
        const { username, password } = path.query;
        return service.login(username, password);
    }
  }
}

// 使用 web 层
const web = new Web();
web.matchRouter("login");

上面的代码是典型的高层次模块依赖低层次模块案例。web 层依赖 service 层，service 层依赖 database 层。

非依赖注入开发模式的优缺点：

• 代码复杂度低，逻辑清晰，使用方便，直接 new 最上层的模块就行了。
• 不利于维护，如果底层（ database 层）修改了 select 方法的传参方式，上层（service 层和 web 层）也必须同步修改调用方式。
• 不利于测试，各个模块耦合在一起，要单独测试 web 层是不行的，因为它内部引入了 service 层和 database 层，只能当成一个整体测试。

依赖注入的开发模式

如果把上面的案例改造成依赖注入的方式也很简单，删除内部依赖关系，将需要的依赖通过构造函数注入就行了。

// 案例中使用伪代码，便于大家理解。
class Database {
  select(sql) {
    const mysql = require("mysql");
    return new Promise(resolve => {
      // 连接数据库，并执行 sql 语句进行查询
      mysql.createConnection().query(sql, (error, results, fields) => {
        const success = results.length > 0 ? true : false;
        resolve(success);
      });
    });
  }
}

class Service {
  constructor(db) {
    this.db = db;
  }
  async login(username, password) {
    // const db = new Database();
    const success = await this.db.select(
      `select * from user where username=${username} and password=${password}`
    );
    return success ? "登录成功" : "登录失败";
  }
}

class Web {
  constructor(service) {
    this.service = service;
  }
  matchRouter(path) {
    switch (path) {
      case "login":
        // const service = new Service();
        const { username, password } = path.query;
        return this.service.login(username, password);
    }
  }
}

// 使用 web 层之前，必须手动创建依赖，并注入
const database = new Database();
const service = new Service(database);
const web = new Web(service);
web.matchRouter("login");

上面的代码可以看出，web 层并不直接依赖 service 层，而是通过构造函数将 service 传进来直接用，这就实现了依赖注入的效果。

依赖注入开发模式的优缺点：

• 代码复杂度低，逻辑清晰，使用较复杂，需要手动注入依赖。
• 便于维护，代码耦合度低，各个模块互不依赖。
• 便于测试，不同模块之间可以单独的进行单元测试。

依赖注入容器的开发模式

如果使用上面的案例，每一次使用都需要手动传入依赖，当依赖太多时，也会造成难以维护的问题。我们可以在一个地方统一进行依赖注入，即在一个依赖注入容器里。

一个简单的依赖注入容器如下：

// ioc.js
export default function createIoC() {
  const iocMap = new Map();
  return {
    bind(key, callback) {
      iocMap.set(key, { callback });
    },
    use(key) {
      const { callback } = iocMap.get(key);
      return callback();
    }
  };
}

在统一的配置文件中配置依赖关系。

// ioc-config.js
import createIoC from "ioc.js";
const ioc = createIoC();

// 手动绑定依赖关系
ioc.bind("Database", () => {
  return new Database();
});

ioc.bind("Service", () => {
  const database = ioc.use("Database");
  return new Service(database);
});

ioc.bind("Web", () => {
  const service = ioc.use("Service");
  return new Web(service);
});

export default ioc;

使用容器注入依赖。

import ioc from "ioc-config.js";
// 使用 web 层
const web = ioc.use("Web");
web.matchRouter("login");

上面代码使用 IOC 容器来进行依赖注入，优缺点如下：

• 代码复杂度较高，逻辑较复杂，使用方便，要什么就注入什么就行了。
• 便于维护，只需在一个地方（ioc-config.js）定义依赖关系，这个文件可以抽离出来作为单独的配置文件，实现数据驱动。
• 便于测试，不同模块之间可以单独的进行单元测试。

总结

• 依赖倒置是面向对象的基本原则。
• 控制反转是实现依赖倒置原则的一种代码设计思路。
• 依赖注入是实现控制反转的一种方式。

本文通过非依赖注入，依赖注入，IOC 容器这 3 种开发模式来分析了依赖注入的开发方式。加深了笔者对依赖注入的理解，希望通过这个案例能让更多的同学弄懂依赖注入。

相关链接

• 依赖反转原则 (opens new window)
• 控制反转 (opens new window)
• Spring IoC 有什么好处 (opens new window)