PHP程序员如何理解IoC/DI

思想

思想是解决问题的根本
思想必须转换成习惯
构建一套完整的思想体系是开发能力成熟的标志
——《简单之美》（前言）

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“成功的软件项目就是那些提交产物达到或超出客户的预期的项目，并且开发过程符合时间和费用上的要求，结果在面对变化和调整时有弹性。”
——《面向对象分析与设计》（第3版）P.236

术语介绍

——引用《Spring 2.0 技术手册》林信良

非侵入性 No intrusive

• 框架的目标之一是非侵入性（No intrusive）

• 组件能够直接拿到另外一个应用或框架之中使用

• 增长组件的可重用性（Reusability）

容器（Container）

• 管理对象的生成、资源取得、销毁等生命周期

• 创建对象与对象之间的依赖关系

• 启动容器后，全部对象直接取用，不用编写任何一行代码来产生对象，或是创建对象之间的依赖关系。

IoC

• 控制反转 Inversion of Control

• 依赖关系的转移

• 依赖抽象而非实践

DI

• 依赖注入 Dependency Injection

• 没必要本身在代码中维护对象的依赖

• 容器自动根据配置，将依赖注入指定对象

AOP

• Aspect-oriented programming

• 面向方面编程

• 无需修改任何一行程序代码，将功能加入至原先的应用程序中，也能够在不修改任何程序的状况下移除。

分层

表现层：提供服务，显示信息。
领域层：逻辑，系统中真正的核心。
数据源层：与数据库、消息系统、事务管理器及其它软件包通讯。
——《企业应用架构模式》P.14

代码演示IoC

假设应用程序有储存需求，若直接在高层的应用程序中调用低层模块API，致使应用程序对低层模块产生依赖。

/**
 * 高层
 */
class Business
{
    private $writer;

    public function __construct()
    {
        $this->writer = new FloppyWriter();
    }

    public function save()
    {
        $this->writer->saveToFloppy();
    }
}

/**
 * 低层，软盘存储
 */
class FloppyWriter
{
    public function saveToFloppy()
    {
        echo __METHOD__;
    }
}

$biz = new Business();
$biz->save(); // FloppyWriter::saveToFloppy

假设程序要移植到另外一个平台，而该平台使用USB磁盘做为存储介质，则这个程序没法直接重用，必须加以修改才行。本例因为低层变化致使高层也跟着变化，很差的设计。

正如前方提到的

控制反转 Inversion of Control
依赖关系的转移
依赖抽象而非实践

程序不该该依赖于具体的实现，而是要依赖抽像的接口。请看代码演示

/**
 * 接口
 */
interface IDeviceWriter
{
    public function saveToDevice();
}

/**
 * 高层
 */
class Business
{
    /**
     * @var IDeviceWriter
     */
    private $writer;

    /**
     * @param IDeviceWriter $writer
     */
    public function setWriter($writer)
    {
        $this->writer = $writer;
    }

    public function save()
    {
        $this->writer->saveToDevice();
    }
}

/**
 * 低层，软盘存储
 */
class FloppyWriter implements IDeviceWriter
{

    public function saveToDevice()
    {
        echo __METHOD__;
    }
}

/**
 * 低层，USB盘存储
 */
class UsbDiskWriter implements IDeviceWriter
{

    public function saveToDevice()
    {
        echo __METHOD__;
    }
}

$biz = new Business();
$biz->setWriter(new UsbDiskWriter());
$biz->save(); // UsbDiskWriter::saveToDevice

$biz->setWriter(new FloppyWriter());
$biz->save(); // FloppyWriter::saveToDevice

控制权从实际的FloppyWriter转移到了抽象的IDeviceWriter接口上，让Business依赖于IDeviceWriter接口，且FloppyWriter、UsbDiskWriter也依赖于IDeviceWriter接口。

这就是IoC，面对变化，高层不用修改一行代码，再也不依赖低层，而是依赖注入，这就引出了DI。

比较实用的注入方式有三种：

• Setter injection 使用setter方法

• Constructor injection 使用构造函数

• Property Injection 直接设置属性

事实上无论有多少种方法，都是IoC思想的实现而已，上面的代码演示的是Setter方式的注入。

依赖注入容器 Dependency Injection Container

• 管理应用程序中的『全局』对象（包括实例化、处理依赖关系）。

• 能够延时加载对象（仅用到时才建立对象）。

• 促进编写可重用、可测试和松耦合的代码。

理解了IoC和DI以后，就引起了另外一个问题，引用Phalcon文档描述以下：

若是这个组件有不少依赖， 咱们须要建立多个参数的setter方法​​来传递依赖关系，或者创建一个多个参数的构造函数来传递它们，另外在使用组件前还要每次都建立依赖，这让咱们的代码像这样不易维护

//建立依赖实例或从注册表中查找
$connection = new Connection();
$session = new Session();
$fileSystem = new FileSystem();
$filter = new Filter();
$selector = new Selector();

//把实例做为参数传递给构造函数
$some = new SomeComponent($connection, $session, $fileSystem, $filter, $selector);

// ... 或者使用setter

$some->setConnection($connection);
$some->setSession($session);
$some->setFileSystem($fileSystem);
$some->setFilter($filter);
$some->setSelector($selector);

假设咱们必须在应用的不一样地方使用和建立这些对象。若是当你永远不须要任何依赖实例时，你须要去删掉构造函数的参数，或者去删掉注入的setter。为了解决这样的问题，咱们再次回到全局注册表建立组件。无论怎么样，在建立对象以前，它增长了一个新的抽象层：

class SomeComponent
{

    // ...

    /**
     * Define a factory method to create SomeComponent instances injecting its dependencies
     */
    public static function factory()
    {

        $connection = new Connection();
        $session = new Session();
        $fileSystem = new FileSystem();
        $filter = new Filter();
        $selector = new Selector();

        return new self($connection, $session, $fileSystem, $filter, $selector);
    }

}

瞬间，咱们又回到刚刚开始的问题了，咱们再次建立依赖实例在组件内部！咱们能够继续前进，找出一个每次能奏效的方法去解决这个问题。但彷佛一次又一次，咱们又回到了不实用的例子中。

一个实用和优雅的解决方法，是为依赖实例提供一个容器。这个容器担任全局的注册表，就像咱们刚才看到的那样。使用依赖实例的容器做为一个桥梁来获取依赖实例，使咱们可以下降咱们的组件的复杂性：

class SomeComponent
{

    protected $_di;

    public function __construct($di)
    {
        $this->_di = $di;
    }

    public function someDbTask()
    {

        // 得到数据库链接实例
        // 老是返回一个新的链接
        $connection = $this->_di->get('db');

    }

    public function someOtherDbTask()
    {

        // 得到共享链接实例
        // 每次请求都返回相同的链接实例
        $connection = $this->_di->getShared('db');

        // 这个方法也须要一个输入过滤的依赖服务
        $filter = $this->_di->get('filter');

    }

}

$di = new Phalcon\DI();

//在容器中注册一个db服务
$di->set('db', function() {
    return new Connection(array(
        "host" => "localhost",
        "username" => "root",
        "password" => "secret",
        "dbname" => "invo"
    ));
});

//在容器中注册一个filter服务
$di->set('filter', function() {
    return new Filter();
});

//在容器中注册一个session服务
$di->set('session', function() {
    return new Session();
});

//把传递服务的容器做为惟一参数传递给组件
$some = new SomeComponent($di);

$some->someTask();

这个组件如今能够很简单的获取到它所须要的服务，服务采用延迟加载的方式，只有在须要使用的时候才初始化，这也节省了服务器资源。这个组件如今是高度解耦。例如，咱们能够替换掉建立链接的方式，它们的行为或它们的任何其余方面，也不会影响该组件。

参考文章

• PHP程序员如何理解依赖注入容器(dependency injection container)

• http://docs.phalconphp.com/zh/latest/reference/di.html

• What is Dependency Injection? Fabien Potencier

• Inversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern by Martin Fowler

补充

不少代码背后，都是某种哲学思想的体现。

如下引用《面向模式的软件架构》卷1模式系统第六章模式与软件架构

软件架构支持技术（开发软件时要遵循的基本原则）

1. 抽象

2. 封装

3. 信息隐藏

4. 分离关注点

5. 耦合与内聚

6. 充分、完整、简单

7. 策略与实现分离

   • 策略组件负责上下文相关决策，解读信息的语义和含义，将众多不一样结果合并或选择参数值

   • 实现组件负责执行定义完整的算法，不须要做出与上下文相关的决策。上下文和解释是外部的，一般由传递给组件的参数提供。

8. 接口与实现分离

   • 接口部分定义了组件提供的功能以及如何使用该组件。组件的客户端能够访问该接口。

   • 实现部分包含实现组件提供的功能的实际代码，还可能包含仅供组件内部使用的函数和数据结构。组件的客户端不能访问其实现部分。

9. 单个引用点

   • 软件系统中的任何元素都应只声明和定义一次，避免不一致性问题。
     10. 分而治之

软件架构的非功能特性

1. 可修改性

   • 可维护性

   • 可扩展性

   • 重组

   • 可移植性

2. 互操做性

   • 与其它系统或环境交互

3. 效率

4. 可靠性

   • 容错：发生错误时确保行为正确并自行修复

   • 健壮性：对应用程序进行保护，抵御错误的使用方式和无效输入，确保发生意外错误时处于指定状态。

5. 可测试性

6. 可重用性

   • 经过重用开发软件

   • 开发软件时考虑重用