用 Dagger 2 实现依赖注入

时间  2019-11-24
标签 dagger 实现 依赖 注入 栏目 设计模式 繁體版
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用 Dagger 2 实现依赖注入

概要

不少 Android 应用依赖于一些含有其它依赖的对象。例如，一个 Twitter API 客户端可能须要经过 Retrofit 之类的网络库来构建。要使用这个库，你可能还须要添加 Gson 这样的解析库。另外，实现认证或缓存的库可能须要使用 shared preferences 或其它通用存储方式。这就须要先把它们实例化，并建立一个隐含的依赖链。html

若是你不熟悉依赖注入，看看这个短视频。前端

Dagger 2 为你解析这些依赖，并生成把它们绑定在一块儿的代码。也有不少其它的 Java 依赖注入框架，但它们中大多数是有缺陷的，好比依赖 XML，须要在运行时验证依赖，或者在起始时形成性能负担。 Dagger 2 纯粹依赖于 Java 注解解析器以及编译时检查来分析并验证依赖。它被认为是目前最高效的依赖注入框架之一。java

优势

这是使用 Dagger 2 的一系列其它优点：react

  • 简化共享实例访问。就像 ButterKnife 库简化了引用View， event handler 和 resources 的方式同样，Dagger 2 提供了一个简单的方式获取对共享对象的引用。例如，一旦咱们在 Dagger 中声明了 MyTwitterApiClient 或 SharedPreferences 的单例，就能够用一个简单的 @Inject 标注来声明域：
public class MainActivity extends Activity {
   @Inject MyTwitterApiClient mTwitterApiClient;
   @Inject SharedPreferences sharedPreferences;

   public void onCreate(Bundle savedInstance) {
       // assign singleton instances to fields
       InjectorClass.inject(this);
   }复制代码

  • 容易配置复杂的依赖关系。 对象建立是有隐含顺序的。Dagger 2 遍历依赖关系图，而且生成易于理解和追踪的代码。并且，它能够节约大量的样板代码，使你再也不须要手写，手动获取引用并把它们传递给其余对象做为依赖。它也简化了重构，由于你能够聚焦于构建模块自己，而不是它们被建立的顺序。android

  • 更简单的单元和集成测试 由于依赖图是为咱们建立的，咱们能够轻易换出用于建立网络响应的模块，并模拟这种行为。ios

  • 实例范围 你不只能够轻易地管理持续整个应用生命周期的实例，也能够利用 Dagger 2 来定义生命周期更短（好比和一个用户 session 或 Activity 生命周期相绑定）的实例。 git

设置

默认的 Android Studio 不把生成的 Dagger 2 代码视做合法的类，由于它们一般并不被加入 source 路径。但引入 android-apt 插件后，它会把这些文件加入 IDE classpath，从而提供更好的可见性。github

确保升级 到最新的 Gradle 版本以使用最新的 annotationProcessor 语法: 后端

dependencies {
    // apt command comes from the android-apt plugin
    compile "com.google.dagger:dagger:2.9"
    annotationProcessor "com.google.dagger:dagger-compiler:2.9"
    provided 'javax.annotation:jsr250-api:1.0'
}复制代码

注意 provided 关键词是指只在编译时须要的依赖。Dagger 编译器生成了用于生成依赖图的类，而这个依赖图是在你的源代码中定义的。这些类在编译过程当中被添加到你的IDE classpath。annotationProcessor 关键字能够被 Android Gradle 插件理解。它不把这些类添加到 classpath 中，而只是把它们用于处理注解。这能够避免不当心引用它们。api

建立单例

Dagger 注入概要

最简单的例子是用 Dagger 2 集中管理全部的单例。假设你不用任何依赖注入框架，在你的 Twitter 客户端中写下相似这些的东西：

OkHttpClient client = new OkHttpClient();

// Enable caching for OkHttp
int cacheSize = 10 * 1024 * 1024; // 10 MiB
Cache cache = new Cache(getApplication().getCacheDir(), cacheSize);
client.setCache(cache);

// Used for caching authentication tokens
SharedPreferences sharedPrefeences = PreferenceManager.getDefaultSharedPreferences(this);

// Instantiate Gson
Gson gson = new GsonBuilder().create();
GsonConverterFactory converterFactory = GsonConverterFactory.create(gson);

// Build Retrofit
Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
                                .baseUrl("https://api.github.com")
                                .addConverterFactory(converterFactory)
                                .client(client)  // custom client
                                .build();复制代码

声明你的单例

你须要经过建立 Dagger 2 模块定义哪些对象应该做为依赖链的一部分。例如，假设咱们想要建立一个 Retrofit 单例，使它绑定到应用生命周期，对全部的 Activity 和 Fragment 均可用，咱们首先须要使 Dagger 意识到他能够提供 Retrofit 的实例。

由于须要设置缓存，咱们须要一个 Application context。咱们的第一个 Dagger 模块，AppModule.java，被用于提供这个依赖。咱们将定义一个 @Provides 注解，标注带有 Application 的构造方法:

@Module
public class AppModule {

    Application mApplication;

    public AppModule(Application application) {
        mApplication = application;
    }

    @Provides
    @Singleton
    Application providesApplication() {
        return mApplication;
    }
}复制代码

咱们建立了一个名为 NetModule.java 的类，并用 @Module 来通知 Dagger，在这里查找提供实例的方法。

返回实例的方法也应当用 @Provides 标注。Singleton 标注通知 Dagger 编译器，实例在应用中只应被建立一次。在下面的例子中，咱们把 SharedPreferences, Gson, Cache, OkHttpClient, 和 Retrofit 设置为在依赖列表中可用的类型。

@Module
public class NetModule {

    String mBaseUrl;

    // Constructor needs one parameter to instantiate. 
    public NetModule(String baseUrl) {
        this.mBaseUrl = baseUrl;
    }

    // Dagger will only look for methods annotated with @Provides
    @Provides
    @Singleton
    // Application reference must come from AppModule.class
    SharedPreferences providesSharedPreferences(Application application) {
        return PreferenceManager.getDefaultSharedPreferences(application);
    }

    @Provides
    @Singleton
    Cache provideOkHttpCache(Application application) { 
        int cacheSize = 10 * 1024 * 1024; // 10 MiB
        Cache cache = new Cache(application.getCacheDir(), cacheSize);
        return cache;
    }

   @Provides 
   @Singleton
   Gson provideGson() {  
       GsonBuilder gsonBuilder = new GsonBuilder();
       gsonBuilder.setFieldNamingPolicy(FieldNamingPolicy.LOWER_CASE_WITH_UNDERSCORES);
       return gsonBuilder.create();
   }

   @Provides
   @Singleton
   OkHttpClient provideOkHttpClient(Cache cache) {
      OkHttpClient client = new OkHttpClient();
      client.setCache(cache);
      return client;
   }

   @Provides
   @Singleton
   Retrofit provideRetrofit(Gson gson, OkHttpClient okHttpClient) {
      Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
                .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create(gson))
                .baseUrl(mBaseUrl)
                .client(okHttpClient)
                .build();
        return retrofit;
    }
}复制代码

注意，方法名称（好比 provideGson(), provideRetrofit() 等）是不要紧的，能够任意设置。@Provides 被用于把这个实例化和其它同类的模块联系起来。@Singleton 标注用于通知 Dagger，它在整个应用的生命周期中只被初始化一次。

一个 Retrofit 实例依赖于一个 Gson 和一个 OkHttpClient 实例，因此咱们能够在同一个类中定义两个方法，来提供这两种实例。@Provides 标注和方法中的这两个参数将使 Dagger 意识到，构建一个 Retrofit 实例 须要依赖 Gson 和 OkHttpClient。

定义注入目标

Dagger 使你的 activity, fragment, 或 service 中的域能够经过 @Inject 注解和调用 inject() 方法被赋值。调用 inject() 将会使得 Dagger 2 在依赖图中寻找合适类型的单例。若是找到了一个，它就把引用赋值给对应的域。例如，在下面的例子中，它会尝试找到一个返回MyTwitterApiClient 和SharedPreferences 类型的 provider：

public class MainActivity extends Activity {
   @Inject MyTwitterApiClient mTwitterApiClient;
   @Inject SharedPreferences sharedPreferences;

  public void onCreate(Bundle savedInstance) {
       // assign singleton instances to fields
       InjectorClass.inject(this);
   }复制代码

Dagger 2 中使用的注入者类被称为 component。它把先前定义的单例的引用传给 activity, service 或 fragment。咱们须要用 @Component 来注解这个类。注意，须要被注入的 activity, service 或 fragment 须要在这里使用 inject() 方法注入： 

@Singleton
@Component(modules={AppModule.class, NetModule.class})
public interface NetComponent {
   void inject(MainActivity activity);
   // void inject(MyFragment fragment);
   // void inject(MyService service);
}复制代码

注意 基类不能被做为注入的目标。Dagger 2 依赖于强类型的类，因此你必须指定哪些类会被定义。（有一些建议 帮助你绕开这个问题，但这样作的话，代码可能会变得更复杂，更难以追踪。）

生成代码

Dagger 2 的一个重要特色是它会为标注 @Component 的接口生成类的代码。你可使用带有 Dagger (好比 DaggerTwitterApiComponent.java) 前缀的类来为依赖图提供实例，并用它来完成用 @Inject 注解的域的注入。 参见设置。

实例化组件

咱们应该在一个 Application 类中完成这些工做，由于这些实例应当在 application 的整个周期中只被声明一次：

public class MyApp extends Application {

    private NetComponent mNetComponent;

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();

        // Dagger%COMPONENT_NAME%
        mNetComponent = DaggerNetComponent.builder()
                // list of modules that are part of this component need to be created here too
                .appModule(new AppModule(this)) // This also corresponds to the name of your module: %component_name%Module
                .netModule(new NetModule("https://api.github.com"))
                .build();

        // If a Dagger 2 component does not have any constructor arguments for any of its modules,
        // then we can use .create() as a shortcut instead:
        // mNetComponent = com.codepath.dagger.components.DaggerNetComponent.create();
    }

    public NetComponent getNetComponent() {
       return mNetComponent;
    }
}复制代码

若是你不能引用 Dagger 组件，rebuild 整个项目 (在 Android Studio 中，选择 Build > Rebuild Project)。

由于咱们在覆盖默认的 Application 类，咱们一样须要修改应用的 name 以启动 MyApp。这样，你的 application 将会使用这个 application 类来处理最初的实例化。

<application android:allowBackup="true" android:name=".MyApp">复制代码

在咱们的 activity 中，咱们只须要获取这些 components 的引用，并调用 inject()。

public class MyActivity extends Activity {
  @Inject OkHttpClient mOkHttpClient;
  @Inject SharedPreferences sharedPreferences;

  public void onCreate(Bundle savedInstance) {
        // assign singleton instances to fields
        // We need to cast to `MyApp` in order to get the right method
        ((MyApp) getApplication()).getNetComponent().inject(this);
    }复制代码

限定词类型

Dagger Qualifiers

若是咱们须要同一类型的两个不一样对象，咱们可使用 @Named 限定词注解。 你须要定义你如何提供单例 (用 @Provides 注解)，以及你从哪里注入它们(用 @Inject 注解):

@Provides @Named("cached")
@Singleton
OkHttpClient provideOkHttpClient(Cache cache) {
    OkHttpClient client = new OkHttpClient();
    client.setCache(cache);
    return client;
}

@Provides @Named("non_cached") @Singleton
OkHttpClient provideOkHttpClient() {
    OkHttpClient client = new OkHttpClient();
    return client;
}复制代码

注入一样须要这些 named 注解：

@Inject @Named("cached") OkHttpClient client;
@Inject @Named("non_cached") OkHttpClient client2;复制代码

@Named 是一个被 Dagger 预先定义的限定语，但你也能够建立你本身的限定语注解：

@Qualifier
@Documented
@Retention(RUNTIME)
public @interface DefaultPreferences {
}复制代码

做用域

Dagger 做用域

在 Dagger 2 中，你能够经过自定义做用域来定义组件应当如何封装。例如，你能够建立一个只持续 activity 或 fragment 整个生命周期的做用域。你也能够建立一个对应一个用户认证 session 的做用域。 你能够定义任意数量的自定义做用域注解，只要你把它们声明为 public @interface：

@Scope
@Documented
@Retention(value=RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyActivityScope
{
}复制代码

虽然 Dagger 2 在运行时不依赖注解，把 RetentionPolicy 设置为 RUNTIME 对于未来检查你的 module 将是颇有用的。

依赖组件和子组件

利用做用域，咱们能够建立 依赖组件 或 子组件。上面的例子中，咱们使用了 @Singleton 注解，它持续了整个应用的生命周期。咱们也依赖了一个主要的 Dagger 组件。

若是咱们不须要组件老是存在于内存中（例如，和 activity 或 fragment 生命周期绑定，或在用户登陆时绑定），咱们能够建立依赖组件和子组件。它们各自提供了一种封装你的代码的方式。咱们将在下一节中看到如何使用它们。

在使用这种方法时，有若干问题要注意：

  • 依赖组件须要父组件显式指定哪些依赖能够在下游注入，而子组件不须要 对父组件而言，你须要经过指定类型和方法来向下游组件暴露这些依赖：
// parent component
@Singleton
@Component(modules={AppModule.class, NetModule.class})
public interface NetComponent {
    // remove injection methods if downstream modules will perform injection

    // downstream components need these exposed
    // the method name does not matter, only the return type
    Retrofit retrofit(); 
    OkHttpClient okHttpClient();
    SharedPreferences sharedPreferences();
}复制代码

若是你忘记加入这一行，你将有可能看到一个关于注入目标缺失的错误。就像 private/public 变量的管理方式同样，使用一个 parent 组件能够更显式地控制，也可保证更好的封装。使用子组件使得依赖注入更容易管理，但封装得更差。

  • 两个依赖组件不能使用同一个做用域 例如，两个组件不能都用 @Singleton 注解设置定义域。这个限制的缘由在 这里 有所说明。依赖组件须要定义它们本身的做用域。

  • Dagger 2 一样容许使用带做用域的实例。你须要负责在合适的时机建立和销毁引用。 Dagger 2 对底层实现一无所知。这个 Stack Overflow 讨论 上有更多的细节。

依赖组件

Dagger 组件依赖

若是你想要建立一个组件，使它的生命周期和已登陆用户的 session 相绑定，就能够建立 UserScope 接口：

import java.lang.annotation.Retention;
import javax.inject.Scope;

@Scope
public @interface UserScope {
}复制代码

接下来，咱们定义父组件：

@Singleton
  @Component(modules={AppModule.class, NetModule.class})
  public interface NetComponent {
      // downstream components need these exposed with the return type
      // method name does not really matter
      Retrofit retrofit();
  }复制代码

接下来定义子组件：

@UserScope // using the previously defined scope, note that @Singleton will not work
@Component(dependencies = NetComponent.class, modules = GitHubModule.class)
public interface GitHubComponent {
    void inject(MainActivity activity);
}复制代码

假定 Github 模块只是把 API 接口返回给 Github API:

@Module
public class GitHubModule {

    public interface GitHubApiInterface {
      @GET("/org/{orgName}/repos")
      Call<ArrayList<Repository>> getRepository(@Path("orgName") String orgName);
    }

    @Provides
    @UserScope // needs to be consistent with the component scope
    public GitHubApiInterface providesGitHubInterface(Retrofit retrofit) {
        return retrofit.create(GitHubApiInterface.class);
    }
}复制代码

为了让这个 GitHubModule.java 得到对 Retrofit 实例的引用，咱们须要在上游组件中显式定义它们。若是下游模块会执行注入，它们也应当被从上游组件中移除：

@Singleton
@Component(modules={AppModule.class, NetModule.class})
public interface NetComponent {
    // remove injection methods if downstream modules will perform injection

    // downstream components need these exposed
    Retrofit retrofit();
    OkHttpClient okHttpClient();
    SharedPreferences sharedPreferences();
}复制代码

最终的步骤是用 GitHubComponent 进行实例化。这一次，咱们须要首先实现 NetComponent 并把它传递给 DaggerGitHubComponent builder 的构造方法：

NetComponent mNetComponent = DaggerNetComponent.builder()
                .appModule(new AppModule(this))
                .netModule(new NetModule("https://api.github.com"))
                .build();

GitHubComponent gitHubComponent = DaggerGitHubComponent.builder()
                .netComponent(mNetComponent)
                .gitHubModule(new GitHubModule())
                .build();复制代码

示例代码 中有一个实际的例子。

子组件

Dagger 子组件

使用子组件是扩展组件对象图的另外一种方式。就像带有依赖的组件同样，子组件有本身的的生命周期，并且在全部对子组件的引用都失效以后，能够被垃圾回收。此外它们做用域的限制也同样。使用这个方式的一个优势是你不须要定义全部的下游组件。

另外一个主要的不一样是，子组件须要在父组件中声明。

这是为一个 activity 使用子组件的例子。咱们用自定义做用域和 @Subcomponent 注解这个类：

@MyActivityScope
@Subcomponent(modules={ MyActivityModule.class })
public interface MyActivitySubComponent {
    @Named("my_list") ArrayAdapter myListAdapter();
}复制代码

被使用的模块在下面定义：

@Module
public class MyActivityModule {
    private final MyActivity activity;

    // must be instantiated with an activity
    public MyActivityModule(MyActivity activity) { this.activity = activity; }

    @Provides @MyActivityScope @Named("my_list")
    public ArrayAdapter providesMyListAdapter() {
        return new ArrayAdapter<String>(activity, android.R.layout.my_list);
    }
    ...
}复制代码

最后，在父组件中，咱们将定义一个工厂方法，它以这个组件的类型做为返回值，并定义初始化所需的依赖：

@Singleton
@Component(modules={ ... })
public interface MyApplicationComponent {
    // injection targets here

    // factory method to instantiate the subcomponent defined here (passing in the module instance)
    MyActivitySubComponent newMyActivitySubcomponent(MyActivityModule activityModule);
}复制代码

在上面的例子中，一个子组件的新实例将在每次 newMyActivitySubcomponent() 调用时被建立。把这个子模块注入一个 activity 中：

public class MyActivity extends Activity {
  @Inject ArrayAdapter arrayAdapter;

  public void onCreate(Bundle savedInstance) {
        // assign singleton instances to fields
        // We need to cast to `MyApp` in order to get the right method
        ((MyApp) getApplication()).getApplicationComponent())
            .newMyActivitySubcomponent(new MyActivityModule(this))
            .inject(this);
    } 
}复制代码

子组件 builder

从 v2.7 版本起可用

Dagger 子组件 builder

子组件 builder 使建立子组件的类和子组件的父类解耦。这是经过移除父组件中的子组件工厂方法实现的。

@MyActivityScope
@Subcomponent(modules={ MyActivityModule.class })
public interface MyActivitySubComponent {
    ...
    @Subcomponent.Builder
    interface Builder extends SubcomponentBuilder<MyActivitySubComponent> {
        Builder activityModule(MyActivityModule module);
    }
}

public interface SubcomponentBuilder<V> {
    V build();
}复制代码

子组件是在子组件接口内部的接口中声明的。它必须含有一个 build() 方法，其返回值和子组件相匹配。用这个方法声明一个基接口是很方便的，就像上面的SubcomponentBuilder 同样。这个新的 builder 必须被加入父组件的图中，而这是用一个 "binder" 模块和一个 "subcomponents" 参数实现的:

@Module(subcomponents={ MyActivitySubComponent.class })
public abstract class ApplicationBinders {
    // Provide the builder to be included in a mapping used for creating the builders.
    @Binds @IntoMap @SubcomponentKey(MyActivitySubComponent.Builder.class)
    public abstract SubcomponentBuilder myActivity(MyActivitySubComponent.Builder impl);
}

@Component(modules={..., ApplicationBinders.class})
public interface ApplicationComponent {
    // Returns a map with all the builders mapped by their class.
    Map<Class<?>, Provider<SubcomponentBuilder>> subcomponentBuilders();
}

// Needed only to to create the above mapping
@MapKey @Target({ElementType.METHOD}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface SubcomponentKey {
    Class<?> value();
}复制代码

一旦 builder 在出如今组件图中，activity 就能够用它来建立子组件：

public class MyActivity extends Activity {
  @Inject ArrayAdapter arrayAdapter;

  public void onCreate(Bundle savedInstance) {
        // assign singleton instances to fields
        // We need to cast to `MyApp` in order to get the right method
        MyActivitySubcomponent.Builder builder = (MyActivitySubcomponent.Builder)
            ((MyApp) getApplication()).getApplicationComponent())
            .subcomponentBuilders()
            .get(MyActivitySubcomponent.Builder.class)
            .get();
        builder.activityModule(new MyActivityModule(this)).build().inject(this);
    } 
}复制代码

ProGuard

Dagger 2 应当在没有 ProGuard 时能够直接使用，可是若是你看到了 library class dagger.producers.monitoring.internal.Monitors$1 extends or implements program class javax.inject.Provider，你须要确认你的 gradle 配置使用了 annotationProcessor 声明，而不是 provided。

常见问题

  • 若是你在升级 Dagger 版本（好比从 v2.0 升级到 v 2.5），一些被生成的代码会改变。若是你在集成使用旧版本 Dagger 生成的代码，你可能会看到 MemberInjector 和 actual and former argument lists different in length 错误。确保你 clean 过整个项目，而且把全部版本升级到和 Dagger 2 相匹配的版本。

参考资料

掘金翻译计划 是一个翻译优质互联网技术文章的社区，文章来源为 掘金 上的英文分享文章。内容覆盖 Android、iOS、React、前端、后端、产品、设计 等领域，想要查看更多优质译文请持续关注 掘金翻译计划。

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