在软件工程领域,依赖注入(dependency injection)是用于实现控制反转(inversion of control)的最常见的方式之一。本文主要介绍依赖注入原理和常见的实现方式,重点在于介绍这种年轻的设计模式的适用场景及优势。
控制反转用于解耦,解的究竟是谁和谁的耦?这是我在最初了解依赖注入时候产生的第一个问题。
下面我引用martin flower在解释介绍注入时使用的一部分代码来说明这个问题。
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public class movielister {
private moviefinder finder;
public movielister() {
finder = new moviefinderimpl();
}
public movie[] moviesdirectedby(string arg) {
list allmovies = finder.findall();
for (iterator it = allmovies.iterator(); it.hasnext();) {
movie movie = (movie) it.next();
if (!movie.getdirector().equals(arg)) it.remove();
}
return (movie[]) allmovies.toarray(new movie[allmovies.size()]);
}
...
}
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public interface moviefinder { list findall(); } |
我们创建了一个名为movielister的类来提供需要的电影列表,它moviesdirectedby方法提供根据导演名来搜索电影的方式。真正负责搜索电影的是实现了moviefinder接口的moviefinderimpl,我们的movielister类在构造函数中创建了一个moviefinderimpl的对象。
目前看来,一切都不错。但是,当我们希望修改finder,将finder替换为一种新的实现时(比如为moviefinder增加一个参数表明movie数据的来源是哪个数据库),我们不仅需要修改moviefinderimpl类,还需要修改我们movielister中创建moviefinderimpl的代码。
这就是依赖注入要处理的耦合。这种在movielister中创建moviefinderimpl的方式,使得movielister不仅仅依赖于moviefinder这个接口,它还依赖于movielistimpl这个实现。 这种在一个类中直接创建另一个类的对象的代码,和硬编码(hard-coded strings)以及硬编码的数字(magic numbers)一样,是一种导致耦合的坏味道,我们可以把这种坏味道称为硬初始化(hard init)。同时,我们也应该像记住硬编码一样记住,new(对象创建)是有毒的。
hard init带来的主要坏处有两个方面:1)上文所述的修改其实现时,需要修改创建处的代码;2)不便于测试,这种方式创建的类(上文中的movielister)无法单独被测试,其行为和moviefinderimpl紧紧耦合在一起,同时,也会导致代码的可读性问题(“如果一段代码不便于测试,那么它一定不便于阅读。”)。
依赖注入其实并不神奇,我们日常的代码中很多都用到了依赖注入,但很少注意到它,也很少主动使用依赖注入进行解耦。这里我们简单介绍一下赖注入实现三种的方式。
2.1 构造函数注入(contructor injection)
这是我认为的最简单的依赖注入方式,我们修改一下上面代码中movielist的构造函数,使得moviefinderimpl的实现在movielister类之外创建。这样,movielister就只依赖于我们定义的moviefinder接口,而不依赖于moviefinder的实现了。
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public class movielister { private moviefinder finder; public movielister(moviefinder finder) { this.finder = finder; } ... } |
2.2 setter注入
类似的,我们可以增加一个setter函数来传入创建好的moviefinder对象,这样同样可以避免在moviefinder中hard init这个对象。
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public class movielister { s... public void setfinder(moviefinder finder) { this.finder = finder; } } |
2.3 接口注入
接口注入使用接口来提供setter方法,其实现方式如下。
首先要创建一个注入使用的接口。
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public interface injectfinder { void injectfinder(moviefinder finder); } |
之后,我们让movielister实现这个接口。
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class movielister implements injectfinder { ... public void injectfinder(moviefinder finder) { this.finder = finder; } ... } |
最后,我们需要根据不同的框架创建被依赖的moviefinder的实现。
依赖注入降低了依赖和被依赖类型间的耦合,在修改被依赖的类型实现时,不需要修改依赖类型的实现,同时,对于依赖类型的测试,可以更方便的使用mocking object替代原有的被依赖类型,以达到对依赖对象独立进行单元测试的目的。
最后需要注意的是,依赖注入只是控制反转的一种实现方式。控制反转还有一种常见的实现方式称为依赖查找。