依赖注入基本原理

前言

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）的最多见的方式之一。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点。

一. 为何须要依赖注入

控制反转用于解耦，解的到底是谁和谁的耦？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讲明这个问题。

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()]);
    }
    ...
}

public interface MovieFinder {
    List findAll();
}

可是，当咱们但愿修改finder，将finder替换为一种新的实现时（好比为MovieFinder增长一个参数代表Movie数据的来源是哪一个数据库），咱们不只须要修改MovieFinderImpl类，还须要修改咱们MovieLister中建立MovieFinderImpl的代码。咱们建立了一个名为MovieLister的类来提供须要的电影列表，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，咱们的MovieLister类在构造函数中建立了一个MovieFinderImpl的对象。

这就是依赖注入要处理的耦合。这种在MovieLister中建立MovieFinderImpl的方式，使得MovieLister不只仅依赖于MovieFinder这个接口，它还依赖于MovieListImpl这个实现。 这种在一个类中直接建立另外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）同样，是一种致使耦合的坏味道，咱们能够把这种坏味道称为硬初始化（hard init）。同时，咱们也应该像记住硬编码同样记住，new（对象建立）是有毒的。

Hard Init带来的主要坏处有两个方面：

• 上文所述的修改其实现时，须要修改建立处的代码；
• 不便于测试，这种方式建立的类（上文中的MovieLister）没法单独被测试，其行为和MovieFinderImpl牢牢耦合在一块儿，同时，也会致使代码的可读性问题（“若是一段代码不便于测试，那么它必定不便于阅读。”）。

二. 依赖注入的实现方式

依赖注入其实并不神奇，咱们平常的代码中不少都用到了依赖注入，但不多注意到它，也不多主动使用依赖注入进行解耦。这里咱们简单介绍一下赖注入实现三种的方式。

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，咱们修改一下上面代码中MovieList的构造函数，使得MovieFinderImpl的实如今MovieLister类以外建立。这样，MovieLister就只依赖于咱们定义的MovieFinder接口，而不依赖于MovieFinder的实现了。

public class MovieLister {
    private MovieFinder finder;

    public MovieLister(MovieFinder finder) {
        this.finder = finder;
    }
    ...
}

相似的，咱们能够增长一个setter函数来传入建立好的MovieFinder对象，这样一样能够避免在MovieFinder中hard init这个对象。

2. setter注入

public class MovieLister {
    ...
    public void setFinder(MovieFinder finder) {
        this.finder = finder;
    }
}

3. 接口注入

接口注入使用接口来提供setter方法，其实现方式以下。
首先要建立一个注入使用的接口。

public interface InjectFinder {
    void injectFinder(MovieFinder finder);
}

以后，咱们让MovieLister实现这个接口。

class MovieLister implements InjectFinder {
    ...
    public void injectFinder(MovieFinder finder) {
      this.finder = finder;
    }
    ...
}

最后，咱们须要根据不一样的框架建立被依赖的MovieFinder的实现。

三. 最后

依赖注入下降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，不须要修改依赖类型的实现，同时，对于依赖类型的测试，能够更方便的使用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。

最后须要注意的是，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（Dependency Lookup）。