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

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

背景知识

传统的思路是应用程序用到一个Foo类,就会创建Foo类并调用Foo类的方法,假如这个方法内需要一个Bar类,就会创建Bar类并调用Bar类的方法,而这个方法内需要一个Bim类,就会创建Bim类,接着做些其它工作。

    // 代码【1】
    class Bim
    {
        public function doSomething()
        {
            echo __METHOD__, '|';
        }
    }
    
    class Bar
    {
        public function doSomething()
        {
            $bim = new Bim();
            $bim->doSomething();
            echo __METHOD__, '|';
        }
    }
    
    class Foo
    {
        public function doSomething()
        {
            $bar = new Bar();
            $bar->doSomething();
            echo __METHOD__;
        }
    }
    
    $foo = new Foo();
    $foo->doSomething(); //Bim::doSomething|Bar::doSomething|Foo::doSomething

使用依赖注入的思路是应用程序用到Foo类,Foo类需要Bar类,Bar类需要Bim类,那么先创建Bim类,再创建Bar类并把Bim注入,再创建Foo类,并把Bar类注入,再调用Foo方法,Foo调用Bar方法,接着做些其它工作。

    // 代码【2】
    class Bim
    {
        public function doSomething()
        {
            echo __METHOD__, '|';
        }
    }
    
    class Bar
    {
        private $bim;
    
        public function __construct(Bim $bim)
        {
            $this->bim = $bim;
        }
    
        public function doSomething()
        {
            $this->bim->doSomething();
            echo __METHOD__, '|';
        }
    }
    
    class Foo
    {
        private $bar;
    
        public function __construct(Bar $bar)
        {
            $this->bar = $bar;
        }
    
        public function doSomething()
        {
            $this->bar->doSomething();
            echo __METHOD__;
        }
    }
    
    $foo = new Foo(new Bar(new Bim()));
    $foo->doSomething(); // Bim::doSomething|Bar::doSomething|Foo::doSomething

这就是控制反转模式。依赖关系的控制反转到调用链的起点。这样你可以完全控制依赖关系,通过调整不同的注入对象,来控制程序的行为。例如Foo类用到了memcache,可以在不修改Foo类代码的情况下,改用redis。

使用依赖注入容器后的思路是应用程序需要到Foo类,就从容器内取得Foo类,容器创建Bim类,再创建Bar类并把Bim注入,再创建Foo类,并把Bar注入,应用程序调用Foo方法,Foo调用Bar方法,接着做些其它工作.

总之容器负责实例化,注入依赖,处理依赖关系等工作。

代码演示 依赖注入容器 (dependency injection container)

通过一个最简单的容器类来解释一下,这段代码来自 Twittee

    class Container
    {
        private $s = array();
    
        function __set($k, $c)
        {
            $this->s[$k] = $c;
        }
    
        function __get($k)
        {
            return $this->s[$k]($this);
        }
    }

这段代码使用了魔术方法,在给不可访问属性赋值时,__set() 会被调用。读取不可访问属性的值时,__get() 会被调用。

    $c = new Container();
    
    $c->bim = function () {
        return new Bim();
    };
    $c->bar = function ($c) {
        return new Bar($c->bim);
    };
    $c->foo = function ($c) {
        return new Foo($c->bar);
    };
    
    // 从容器中取得Foo
    $foo = $c->foo;
    $foo->doSomething(); // Bim::doSomething|Bar::doSomething|Foo::doSomething

这段代码使用了匿名函数

再来一段简单的代码演示一下,容器代码来自simple di container

    class IoC
    {
        protected static $registry = [];
    
        public static function bind($name, Callable $resolver)
        {
            static::$registry[$name] = $resolver;
        }
    
        public static function make($name)
        {
            if (isset(static::$registry[$name])) {
                $resolver = static::$registry[$name];
                return $resolver();
            }
            throw new Exception('Alias does not exist in the IoC registry.');
        }
    }
    
    IoC::bind('bim', function () {
        return new Bim();
    });
    IoC::bind('bar', function () {
        return new Bar(IoC::make('bim'));
    });
    IoC::bind('foo', function () {
        return new Foo(IoC::make('bar'));
    });
    
    
    // 从容器中取得Foo
    $foo = IoC::make('foo');
    $foo->doSomething(); // Bim::doSomething|Bar::doSomething|Foo::doSomething

这段代码使用了后期静态绑定

依赖注入容器 (dependency injection container) 高级功能

真实的dependency injection container会提供更多的特性,如

  • 自动绑定(Autowiring)或 自动解析(Automatic Resolution)

  • 注释解析器(Annotations)

  • 延迟注入(Lazy injection)

下面的代码在Twittee的基础上,实现了Autowiring。

    class Bim
    {
        public function doSomething()
        {
            echo __METHOD__, '|';
        }
    }
    
    class Bar
    {
        private $bim;
    
        public function __construct(Bim $bim)
        {
            $this->bim = $bim;
        }
    
        public function doSomething()
        {
            $this->bim->doSomething();
            echo __METHOD__, '|';
        }
    }
    
    class Foo
    {
        private $bar;
    
        public function __construct(Bar $bar)
        {
            $this->bar = $bar;
        }
    
        public function doSomething()
        {
            $this->bar->doSomething();
            echo __METHOD__;
        }
    }
    
    class Container
    {
        private $s = array();
    
        public function __set($k, $c)
        {
            $this->s[$k] = $c;
        }
    
        public function __get($k)
        {
            // return $this->s[$k]($this);
            return $this->build($this->s[$k]);
        }
    
        /**
         * 自动绑定(Autowiring)自动解析(Automatic Resolution)
         *
         * @param string $className
         * @return object
         * @throws Exception
         */
        public function build($className)
        {
            // 如果是匿名函数(Anonymous functions),也叫闭包函数(closures)
            if ($className instanceof Closure) {
                // 执行闭包函数,并将结果
                return $className($this);
            }
    
            /** @var ReflectionClass $reflector */
            $reflector = new ReflectionClass($className);
    
            // 检查类是否可实例化, 排除抽象类abstract和对象接口interface
            if (!$reflector->isInstantiable()) {
                throw new Exception("Can't instantiate this.");
            }
    
            /** @var ReflectionMethod $constructor 获取类的构造函数 */
            $constructor = $reflector->getConstructor();
    
            // 若无构造函数,直接实例化并返回
            if (is_null($constructor)) {
                return new $className;
            }
    
            // 取构造函数参数,通过 ReflectionParameter 数组返回参数列表
            $parameters = $constructor->getParameters();
    
            // 递归解析构造函数的参数
            $dependencies = $this->getDependencies($parameters);
    
            // 创建一个类的新实例,给出的参数将传递到类的构造函数。
            return $reflector->newInstanceArgs($dependencies);
        }
    
        /**
         * @param array $parameters
         * @return array
         * @throws Exception
         */
        public function getDependencies($parameters)
        {
            $dependencies = [];
    
            /** @var ReflectionParameter $parameter */
            foreach ($parameters as $parameter) {
                /** @var ReflectionClass $dependency */
                $dependency = $parameter->getClass();
    
                if (is_null($dependency)) {
                    // 是变量,有默认值则设置默认值
                    $dependencies[] = $this->resolveNonClass($parameter);
                } else {
                    // 是一个类,递归解析
                    $dependencies[] = $this->build($dependency->name);
                }
            }
    
            return $dependencies;
        }
    
        /**
         * @param ReflectionParameter $parameter
         * @return mixed
         * @throws Exception
         */
        public function resolveNonClass($parameter)
        {
            // 有默认值则返回默认值
            if ($parameter->isDefaultValueAvailable()) {
                return $parameter->getDefaultValue();
            }
    
            throw new Exception('I have no idea what to do here.');
        }
    }
    
    // ----
    $c = new Container();
    $c->bar = 'Bar';
    $c->foo = function ($c) {
        return new Foo($c->bar);
    };
    // 从容器中取得Foo
    $foo = $c->foo;
    $foo->doSomething(); // Bim::doSomething|Bar::doSomething|Foo::doSomething
    
    // ----
    $di = new Container();
    
    $di->foo = 'Foo';
    
    /** @var Foo $foo */
    $foo = $di->foo;
    
    var_dump($foo);
    /*
    Foo#10 (1) {
      private $bar =>
      class Bar#14 (1) {
        private $bim =>
        class Bim#16 (0) {
        }
      }
    }
    */
    
    $foo->doSomething(); // Bim::doSomething|Bar::doSomething|Foo::doSomething

以上代码的原理参考PHP官方文档:反射,PHP 5 具有完整的反射 API,添加了对类、接口、函数、方法和扩展进行反向工程的能力。 此外,反射 API 提供了方法来取出函数、类和方法中的文档注释。

若想进一步提供一个数组访问接口,如$di->foo可以写成$di['foo'],则需用到ArrayAccess(数组式访问)接口

一些复杂的容器会有许多特性,下面列出一些相关的github项目,欢迎补充。

参考代码

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阅读 45.3k更新于 2017-11-11
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