控制反轉
控制反轉(Inversion of Control),簡稱IoC,它不是一門技術,而是一種設計思想,一個重要的面向對象編程的法則。它能指導我們如何設計出松耦合、更優良的程序。
傳統應用程序都是由我們在類內部主動創建依賴對象,從而導致類與類之間高耦合,難于測試。如下圖所示:
圖一
但有了IoC容器后,我們可以把創建和查找依賴對象的控制權交給了容器,由容器進行注入組合對象,所以對象與對象之間是松散耦合,這樣也方便測試,利于功能復用,更重要的是使得程序的整個體系結構變得非常靈活。如下圖所示:
圖二
依賴注入
依賴注入(Dependency Injection),簡稱DI ,它也不是一門技術,它是一種實現 IoC 的方式,是組件之間依賴關系由容器在運行期決定,形象的說,即由容器動態的將某個依賴關系注入到組件之中。
依賴注入的目的并非為軟件系統帶來更多功能,而是為了提升組件重用的頻率,并為系統搭建一個靈活、可擴展的平臺。通過依賴注入機制,我們只需要通過簡單的配置,而無需任何代碼就可指定目標需要的資源,完成自身的業務邏輯,而不需要關心具體的資源來自何處,由誰實現。如圖二所示。
什么是容器?
容器是一種為某種特定組件的運行提供必要支持的一個軟件環境。例如,Tomcat就是一個Servlet容器,它可以為Servlet的運行提供運行環境。類似Docker這樣的軟件也是一個容器,它提供了必要的linux環境以便運行一個特定的Linux進程。
在這里,容器就是指實現自動管理對象依賴關系,避免手工管理存在的缺陷,管理對象生命周期的環境。
下面用偽代碼來說明,容器、控制反轉、依賴注入三者之間的關系。
我們知道電腦一般有接入外置鍵盤、鼠標、U 盤的能力。如下:
但是這個能力一般要依賴USB接口,如下:
如果不使用依賴注入,我們一般會采用直接在程序內部new一個對象的方式,如下:
在永不升級的時候,這樣做是沒有太大問題的,因為我們同樣可以實現一次操作終生使用的效果。但現實是即使強大的神機也會面臨歲月的折磨,我們的 USB 接口同樣在某天會變得老化,速度頗慢,跟不上時代的步伐,更不兼容最新的 Type-C 接口。于是我們需要升級,但是,如果像之前那樣直接new,那你需要直接修改核心邏輯,如果有多個地方使用,那你就需要修改多個地方。就等同于你要更換一個USB 接口,那你需要更換主板(忽略處理器、內存等接口版本差異),拆機、裝機、插跳線、配置 BIOS 等工作,極其麻煩。那我們是否可以將這個工作交給 別人 來完成,從而我們僅僅當一個電腦的使用者就好?
將這個復雜的工作、控制權交給所謂的“別人”替我們完成的思想就叫做 控制反轉。
而我們將這項工作移交給 幫手 來完成,交給幫手完成的操作實現就是 依賴注入。
依賴注入有兩種方式,一種是通過構造函數,如下構造函數中的Helper參數:
另一種是通過setter方法進行賦值。
從上圖我們可以看到,只要我們通過$helper注入不同的USB接口對象,這臺Computer就可以實現不同的USB切換。
雖然,現在可以實現依賴注入,但是每次都需要我們手動傳遞。如果這樣的依賴注入有很多,后期維護將是一個繁雜的工程。
這時容器的作用就體現出來了,這里容器就是根據類名,自動實現類的實例化,并且調用相關的方法,如下圖所示。
這里的關鍵就是類的反射。通過反射獲取類的構造函數及參數,然后通過構造函數實現依賴注入,最后達到控制反轉的目的。