控制反轉(zhuǎn)(IoC)與依賴注入(DI)

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什么是控制反轉(zhuǎn)

在討論控制反轉(zhuǎn)之前匹颤,我們先來看看軟件系統(tǒng)中耦合的對象。

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從圖中可以看到,軟件中的對象就像齒輪一樣,協(xié)同工作,但是互相耦合貌笨,一個零件不能正常工作,整個系統(tǒng)就崩潰了襟沮。這是一個強(qiáng)耦合的系統(tǒng)躁绸。齒輪組中齒輪之間的嚙合關(guān)系,與軟件系統(tǒng)中對象之間的耦合關(guān)系非常相似。對象之間的耦合關(guān)系是無法避免的臣嚣,也是必要的,這是協(xié)同工作的基礎(chǔ)“疲現(xiàn)在硅则,伴隨著工業(yè)級應(yīng)用的規(guī)模越來越龐大,對象之間的依賴關(guān)系也越來越復(fù)雜株婴,經(jīng)常會出現(xiàn)對象之間的多重依賴性關(guān)系怎虫,因此暑认,架構(gòu)師和設(shè)計師對于系統(tǒng)的分析和設(shè)計,將面臨更大的挑戰(zhàn)大审。對象之間耦合度過高的系統(tǒng)蘸际,必然會出現(xiàn)牽一發(fā)而動全身的情形。
為了解決對象間耦合度過高的問題徒扶,軟件專家Michael Mattson提出了IOC理論粮彤,用來實(shí)現(xiàn)對象之間的“解耦”。
控制反轉(zhuǎn)(Inversion of Control)是一種是面向?qū)ο缶幊讨械囊环N設(shè)計原則姜骡,用來減低計算機(jī)代碼之間的耦合度导坟。其基本思想是:借助于“第三方”實(shí)現(xiàn)具有依賴關(guān)系的對象之間的解耦。

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由于引進(jìn)了中間位置的“第三方”圈澈,也就是IOC容器惫周,使得A、B康栈、C递递、D這4個對象沒有了耦合關(guān)系,齒輪之間的傳動全部依靠“第三方”了啥么,全部對象的控制權(quán)全部上繳給“第三方”IOC容器登舞,所以,IOC容器成了整個系統(tǒng)的關(guān)鍵核心饥臂,它起到了一種類似“粘合劑”的作用逊躁,把系統(tǒng)中的所有對象粘合在一起發(fā)揮作用,如果沒有這個“粘合劑”隅熙,對象與對象之間會彼此失去聯(lián)系稽煤,這就是有人把IOC容器比喻成“粘合劑”的由來。
我們再來看看囚戚,控制反轉(zhuǎn)(IOC)到底為什么要起這么個名字酵熙?我們來對比一下:

  • 1、軟件系統(tǒng)在沒有引入IOC容器之前驰坊,如圖1所示匾二,對象A依賴于對象B,那么對象A在初始化或者運(yùn)行到某一點(diǎn)的時候拳芙,自己必須主動去創(chuàng)建對象B或者使用已經(jīng)創(chuàng)建的對象B察藐。無論是創(chuàng)建還是使用對象B,控制權(quán)都在自己手上舟扎。
  • 2分飞、軟件系統(tǒng)在引入IOC容器之后,這種情形就完全改變了睹限,如圖2所示譬猫,由于IOC容器的加入讯檐,對象A與對象B之間失去了直接聯(lián)系,所以染服,當(dāng)對象A運(yùn)行到需要對象B的時候别洪,IOC容器會主動創(chuàng)建一個對象B注入到對象A需要的地方。

通過前后的對比柳刮,我們不難看出來:對象A獲得依賴對象B的過程,由主動行為變?yōu)榱吮粍有袨橥诙猓刂茩?quán)顛倒過來了,這就是“控制反轉(zhuǎn)”這個名稱的由來诚亚。
控制反轉(zhuǎn)不只是軟件工程的理論晕换,在生活中我們也有用到這種思想。再舉一個現(xiàn)實(shí)生活的例子:
海爾公司作為一個電器制商需要把自己的商品分銷到全國各地站宗,但是發(fā)現(xiàn)闸准,不同的分銷渠道有不同的玩法,于是派出了各種銷售代表玩不同的玩法梢灭,隨著渠道越來越多夷家,發(fā)現(xiàn),每增加一個渠道就要新增一批人和一個新的流程敏释,嚴(yán)重耦合并依賴各渠道商的玩法库快。實(shí)在受不了了,于是制定業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)钥顽,開發(fā)分銷信息化系統(tǒng)义屏,只有符合這個標(biāo)準(zhǔn)的渠道商才能成為海爾的分銷商。讓各個渠道商反過來依賴自己標(biāo)準(zhǔn)蜂大。反轉(zhuǎn)了控制闽铐,倒置了依賴。
我們把海爾和分銷商當(dāng)作軟件對象奶浦,分銷信息化系統(tǒng)當(dāng)作IOC容器兄墅,可以發(fā)現(xiàn),在沒有IOC容器之前澳叉,分銷商就像圖1中的齒輪一樣隙咸,增加一個齒輪就要增加多種依賴在其他齒輪上,勢必導(dǎo)致系統(tǒng)越來越復(fù)雜成洗。開發(fā)分銷系統(tǒng)之后五督,所有分銷商只依賴分銷系統(tǒng),就像圖2顯示那樣瓶殃,可以很方便的增加和刪除齒輪上去充包。

什么是依賴注入

依賴注入就是將實(shí)例變量傳入到一個對象中去(Dependency injection means giving an object its instance variables)。

什么是依賴

如果在 Class A 中碌燕,有 Class B 的實(shí)例误证,則稱 Class A 對 Class B 有一個依賴。例如下面類 Human 中用到一個 Father 對象修壕,我們就說類 Human 對類 Father 有一個依賴愈捅。

public class Human {
    ...
    Father father;
    ...
    public Human() {
        father = new Father();
    }
}

仔細(xì)看這段代碼我們會發(fā)現(xiàn)存在一些問題:

  • 1、如果現(xiàn)在要改變 father 生成方式慈鸠,如需要用new Father(String name)初始化 father蓝谨,需要修改 Human 代碼;
  • 2青团、如果想測試不同 Father 對象對 Human 的影響很困難譬巫,因?yàn)?father 的初始化被寫死在了 Human 的構(gòu)造函數(shù)中;
  • 3督笆、如果new Father()過程非常緩慢芦昔,單測時我們希望用已經(jīng)初始化好的 father 對象 Mock 掉這個過程也很困難。

依賴注入

上面將依賴在構(gòu)造函數(shù)中直接初始化是一種 Hard init 方式娃肿,弊端在于兩個類不夠獨(dú)立咕缎,不方便測試。我們還有另外一種 Init 方式料扰,如下:

public class Human {
    ...
    Father father;
    ...
    public Human(Father father) {
        this.father = father;
    }
}

上面代碼中凭豪,我們將 father 對象作為構(gòu)造函數(shù)的一個參數(shù)傳入。在調(diào)用 Human 的構(gòu)造方法之前外部就已經(jīng)初始化好了 Father 對象晒杈。像這種非自己主動初始化依賴嫂伞,而通過外部來傳入依賴的方式,我們就稱為依賴注入拯钻。
現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)上面 1 中存在的兩個問題都很好解決了帖努,簡單的說依賴注入主要有兩個好處:

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