PHP控制反转和依赖注入

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PHP和依赖注入

理论知识

作者:Mingqi 链接:https://www.zhihu.com/question/23277575/answer/169698662 来源:知乎 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

要了解控制反转( Inversion of Control ), 我觉得有必要先了解软件设计的一个重要思想:依赖倒置原则(Dependency Inversion Principle )

PHP控制反转和依赖注入

**什么是依赖倒置原则?**假设我们设计一辆汽车:先设计轮子,然后根据轮子大小设计底盘,接着根据底盘设计车身,最后根据车身设计好整个汽车。这里就出现了一个“依赖”关系:汽车依赖车身,车身依赖底盘,底盘依赖轮子。

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这样的设计看起来没问题,但是可维护性却很低。假设设计完工之后,上司却突然说根据市场需求的变动,要我们把车子的轮子设计都改大一码。这下我们就蛋疼了:因为我们是根据轮子的尺寸设计的底盘,轮子的尺寸一改,底盘的设计就得修改;同样因为我们是根据底盘设计的车身,那么车身也得改,同理汽车设计也得改——整个设计几乎都得改!

我们现在换一种思路。我们先设计汽车的大概样子,然后根据汽车的样子来设计车身,根据车身来设计底盘,最后根据底盘来设计轮子。这时候,依赖关系就倒置过来了:轮子依赖底盘, 底盘依赖车身, 车身依赖汽车。

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这时候,上司再说要改动轮子的设计,我们就只需要改动轮子的设计,而不需要动底盘,车身,汽车的设计了。

这就是依赖倒置原则——把原本的高层建筑依赖底层建筑“倒置”过来,变成底层建筑依赖高层建筑。高层建筑决定需要什么,底层去实现这样的需求,但是高层并不用管底层是怎么实现的。这样就不会出现前面的“牵一发动全身”的情况。

PHP控制反转和依赖注入

控制反转(Inversion of Control) 就是依赖倒置原则的一种代码设计的思路。具体采用的方法就是所谓的依赖注入(Dependency Injection)。其实这些概念初次接触都会感到云里雾里的。说穿了,这几种概念的关系大概如下:

PHP控制反转和依赖注入

为了理解这几个概念,我们还是用上面汽车的例子。只不过这次换成代码。我们先定义四个Class,车,车身,底盘,轮胎。然后初始化这辆车,最后跑这辆车。代码结构如下:

PHP控制反转和依赖注入

这样,就相当于上面第一个例子,上层建筑依赖下层建筑——每一个类的构造函数都直接调用了底层代码的构造函数。假设我们需要改动一下轮胎(Tire)类,把它的尺寸变成动态的,而不是一直都是30。我们需要这样改:

PHP控制反转和依赖注入

由于我们修改了轮胎的定义,为了让整个程序正常运行,我们需要做以下改动:

PHP控制反转和依赖注入

由此我们可以看到,仅仅是为了修改轮胎的构造函数,这种设计却需要修改整个上层所有类的构造函数!在软件工程中,这样的设计几乎是不可维护的——在实际工程项目中,有的类可能会是几千个类的底层,如果每次修改这个类,我们都要修改所有以它作为依赖的类,那软件的维护成本就太高了。

所以我们需要进行控制反转(IoC),及上层控制下层,而不是下层控制着上层。我们用依赖注入(Dependency Injection)这种方式来实现控制反转。所谓依赖注入,就是把底层类作为参数传入上层类,实现上层类对下层类的“控制”。这里我们用构造方法传递的依赖注入方式重新写车类的定义:

PHP控制反转和依赖注入

这里我们再把轮胎尺寸变成动态的,同样为了让整个系统顺利运行,我们需要做如下修改:

PHP控制反转和依赖注入

看到没?这里**我只需要修改轮胎类就行了,不用修改其他任何上层类。这显然是更容易维护的代码。不仅如此,在实际的工程中,这种设计模式还有利于不同组的协同合作和单元测试:**比如开发这四个类的分别是四个不同的组,那么只要定义好了接口,四个不同的组可以同时进行开发而不相互受限制;而对于单元测试,如果我们要写Car类的单元测试,就只需要Mock一下Framework类传入Car就行了,而不用把Framework, Bottom, Tire全部new一遍再来构造Car。

这里我们是采用的构造函数传入的方式进行的依赖注入。其实还有另外两种方法:Setter传递接口传递。这里就不多讲了,核心思路都是一样的,都是为了实现控制反转

PHP控制反转和依赖注入

PHP控制反转和依赖注入

看到这里你应该能理解什么控制反转和依赖注入了。那什么是**控制反转容器(IoC Container)**呢?其实上面的例子中,对车类进行初始化的那段代码发生的地方,就是控制反转容器。

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显然你也应该观察到了,因为采用了依赖注入,在初始化的过程中就不可避免的会写大量的new。这里IoC容器就解决了这个问题。这个容器可以自动对你的代码进行初始化,你只需要维护一个Configuration(可以是xml可以是一段代码),而不用每次初始化一辆车都要亲手去写那一大段初始化的代码。这是引入IoC Container的第一个好处。

IoC Container的第二个好处是:**我们在创建实例的时候不需要了解其中的细节。**在上面的例子中,我们自己手动创建一个车instance时候,是从底层往上层new的:

PHP控制反转和依赖注入

这个过程中,我们需要了解整个Car/Framework/Bottom/Tire类构造函数是怎么定义的,才能一步一步new/注入。

而IoC Container在进行这个工作的时候是反过来的,它先从最上层开始往下找依赖关系,到达最底层之后再往上一步一步new(有点像深度优先遍历):

PHP控制反转和依赖注入

这里IoC Container可以直接隐藏具体的创建实例的细节,在我们来看它就像一个工厂:

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我们就像是工厂的客户。我们只需要向工厂请求一个Car实例,然后它就给我们按照Config创建了一个Car实例。我们完全不用管这个Car实例是怎么一步一步被创建出来。

实际项目中,有的Service Class可能是十年前写的,有几百个类作为它的底层。假设我们新写的一个API需要实例化这个Service,我们总不可能回头去搞清楚这几百个类的构造函数吧?IoC Container的这个特性就很完美的解决了这类问题——因为这个架构要求你在写class的时候需要写相应的Config文件,所以你要初始化很久以前的Service类的时候,前人都已经写好了Config文件,你直接在需要用的地方注入这个Service就可以了。这大大增加了项目的可维护性且降低了开发难度。

PHP控制反转和依赖注入

这里只是很粗略的讲了一下我自己对IoC和DI的理解。主要的目的是在于最大限度避免晦涩难懂的专业词汇,用尽量简洁,通俗,直观的例子来解释这些概念。如果让大家能有一个类似“哦!原来就是这么个玩意嘛!”的印象,我觉得就OK了。想要深入了解的话,可以上网查阅一些更权威的资料。这里推荐一下 Dependency injectionInversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern 这两篇文章,讲的很好很详细。

PHP代码

另一个人的github代码,非常有参考价值.从0开始,非常的细

https://github.com/lanzhiwang/php_di.git

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