Laravel Container (容器) 深入理解 (下)

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本文大部分翻译自 DAVE JAMES MILLER 的 《Laravel’s Dependency Injection Container in Depth》

上文介绍了 Dependency Injection Containers (容器) 的基本概念,现在接着深入讲解 LaravelContainer

Laravel 中实现的 Inversion of Control (IoC) / Dependency Injection (DI) Container 非常强悍,但文档中很低调的没有细讲它。

本文中示例基于 Laravel 5.5 ,其它版本差不多。

准备工作

1.Dependency Injection

关于 DI 请看这篇 《Laravel Dependency Injection (依赖注入) 概念详解》,这里不再赘述。

2. 初识 Container

Laravel 中有一大堆访问 Container 实例的姿势,比如最简单的:

$container = app();

但我们还是先关注下 Container 类本身。

Laravel 官方文档中一般使用 $this->app 代替 $container。它是 Application 类的实例,而 Application 类继承自 Container 类。

3. 在 Laravel 之外使用 Illuminate\Container

如果在 Laravel 之外

mkdir container && cd container
composer require illuminate/container
// 新建一个 container.php,文件名随便取
<?php
include './vendor/autoload.php';

use Illuminate\Container\Container;
$container = Container::getInstance();

Container 的技能们

技能Q. 基本用法,用type hint (类型提示) 注入 依赖:

只需要在自己类的构造函数中使用 type hint 就实现 DI

class MyClass
{
    private $dependency;

    public function __construct(AnotherClass $dependency)
    {
        $this->dependency = $dependency;
    }
}

接下来用 Containermake 方法来代替 new MyClass:

$instance = $container->make(MyClass::class);

Container 会自动实例化依赖的对象,所以它等同于:

$instance = new MyClass(new AnotherClass());

如果 AnotherClass 也有 依赖,那么 Container 会递归注入它所需的依赖。

Container 使用 Reflection (反射) 来找到并实例化构造函数参数中的那些类,实现起来并不复杂,以后的文章里再介绍。

实战

下面是 PHP-DI 文档 中的一个例子,它分离了「用户注册」和「发邮件」的过程:

class Mailer
{
    public function mail($recipient, $content)
    {
        // Send an email to the recipient
        // ...
    }
}
class UserManager
{
    private $mailer;

    public function __construct(Mailer $mailer)
    {
        $this->mailer = $mailer;
    }

    public function register($email, $password)
    {
        // 创建用户账户
        // ...

        // 给用户的邮箱发个 “hello" 邮件
        $this->mailer->mail($email, 'Hello and welcome!');
    }
}
use Illuminate\Container\Container;

$container = Container::getInstance();

$userManager = $container->make(UserManager::class);
$userManager->register('dave@davejamesmiller.com', 'MySuperSecurePassword!');

技能W. Binding Interfaces to Implementations (绑定接口到实现)

Container 可以轻松地写一个接口,然后在运行时实例化一个具体的实例。 首先定义接口:

interface MyInterface { /* ... */ }
interface AnotherInterface { /* ... */ }

然后声明实现这些接口的具体类。下面这个类不但实现了一个接口,还依赖了实现另一个接口的类实例:

class MyClass implements MyInterface
{
    private $dependency;

    // 依赖了一个实现 AnotherInterface 接口的类的实例
    public function __construct(AnotherInterface $dependency)
    {
        $this->dependency = $dependency;
    }
}

现在用 Containerbind() 方法来让每个 接口 和实现它的类一一对应起来:

$container->bind(MyInterface::class, MyClass::class);
$container->bind(AnotherInterface::class, AnotherClass::class);

最后,用 接口名 而不是 类名 来传给 make():

$instance = $container->make(MyInterface::class);

注意:如果你忘记绑定它们,会导致一个 Fatal Error:"Uncaught ReflectionException: Class MyInterface does not exist"。

实战

下面是可封装的 Cache 层:

interface Cache
{
    public function get($key);
    public function put($key, $value);
}
class Worker
{
    private $cache;

    public function __construct(Cache $cache)
    {
        $this->cache = $cache;
    }

    public function result()
    {
        // 去缓存里查询
        $result = $this->cache->get('worker');

        if ($result === null) {
             // 如果缓存里没有,就去别的地方查询,然后再放进缓存中
            $result = do_something_slow();

            $this->cache->put('worker', $result);
        }

        return $result;
    }
}
use Illuminate\Container\Container;

$container = Container::getInstance();
$container->bind(Cache::class, RedisCache::class); 

$result = $container->make(Worker::class)->result();

这里用 Redis 做缓存,如果改用其他缓存,只要把 RedisCache 换成别的就行了,easy!

技能E:Binding Abstract & Concret Classes (绑定抽象类和具体类):

绑定还可以用在抽象类:

$container->bind(MyAbstract::class, MyConcreteClass::class);

或者继承的类中:

$container->bind(MySQLDatabase::class, CustomMySQLDatabase::class);

技能R:自定义绑定

如果类需要一些附加的配置项,可以把 bind() 方法中的第二个参数换成 Closure (闭包函数)

$container->bind(Database::class, function (Container $container) {
    return new MySQLDatabase(MYSQL_HOST, MYSQL_PORT, MYSQL_USER, MYSQL_PASS);
});

闭包也可用于定制 具体类 的实例化方式:

$container->bind(GitHub\Client::class, function (Container $container) {
    $client = new GitHub\Client;
    $client->setEnterpriseUrl(GITHUB_HOST);
    return $client;
});

技能T:Resolving Callbacks (回调)

可用 resolveing() 方法来注册一个 callback (回调函数),而不是直接覆盖掉之前的 绑定。 这个函数会在绑定的类解析完成之后调用。

$container->resolving(GitHub\Client::class, function ($client, Container $container) {
    $client->setEnterpriseUrl(GITHUB_HOST);
});

如果有一大堆 callbacks,他们全部都会被调用。对于 接口抽象类 也可以这么用:

$container->resolving(Logger::class, function (Logger $logger) {
    $logger->setLevel('debug');
});

$container->resolving(FileLogger::class, function (FileLogger $logger) {
    $logger->setFilename('logs/debug.log');
});

$container->bind(Logger::class, FileLogger::class);

$logger = $container->make(Logger::class);

diao 的是,还可以注册成「什么类解析完之后都调用」:

$container->resolving(function ($object, Container $container) {
    // ...
});

但这个估计只有 loggingdebugging 才会用到。

技能Y:Extending a Class (扩展一个类)

使用 extend() 方法,可以封装一个类然后返回一个不同的对象 (装饰模式):

$container->extend(APIClient::class, function ($client, Container $container) {
    return new APIClientDecorator($client);
});

注意:这两个类要实现相同的 接口,不然用类型提示的时候会出错:

interface Getable
{
    public function get();
}
class APIClient implements Getable
{
    public function get()
    {
        return 'yes!';
    }
}
class APIClientDecorator implements Getable
{
    private $client;

    public function __construct(APIClient $client)
    {
        $this->client = $client;
    }

    public function get()
    {
        return 'no!';
    }
}
class User
{
    private $client;

    public function __construct(Getable $client)
    {
        $this->client = $client;
    }
}
$container->extend(APIClient::class, function ($client, Container $container) {
    return new APIClientDecorator($client);
});
//
$container->bind(Getable::class, APIClient::class);

// 此时 $instance 的 $client 属性已经是 APIClentDecorator 类型了
$instance = $container->make(User::class);

技能U:单例

使用 bind() 方法绑定后,每次解析时都会新实例化一个对象(或重新调用闭包),如果想获取 单例 ,则用 singleton() 方法代替 bind()

$container->singleton(Cache::class, RedisCache::class);

绑定单例 闭包

$container->singleton(Database::class, function (Container $container) {
    return new MySQLDatabase('localhost', 'testdb', 'user', 'pass');
});

绑定 具体类 的时候,不需要第二个参数:

$container->singleton(MySQLDatabase::class);

在每种情况下,单例 对象将在第一次需要时创建,然后在后续重复使用。
如果你已经有一个 实例 并且想重复使用,可以用 instance() 方法。 Laravel 就是用这种方法来确保每次获取到的都是同一个 Container 实例:

$container->instance(Container::class, $container);

技能I:Arbitrary Binding Names (任意绑定名称)

Container 还可以绑定任意字符串而不是类/接口名称。但这种情况下不能使用类型提示,并且只能用 make() 来获取实例。

$container->bind('database', MySQLDatabase::class);
$db = $container->make('database');

为了同时支持类/接口名称和短名称,可以使用 alias()

$container->singleton(Cache::class, RedisCache::class);
$container->alias(Cache::class, 'cache');

$cache1 = $container->make(Cache::class);
$cache2 = $container->make('cache');

assert($cache1 === $cache2);

技能O:保存任何值

Container 还可以用来保存任何值,例如 configuration 数据:

$container->instance('database.name', 'testdb');
$db_name = $container->make('database.name');

它支持数组访问语法,这样用起来更自然:

$container['database.name'] = 'testdb';
$db_name = $container['database.name'];

这是因为 Container 实现了 PHP 的 ArrayAccess 接口。

当处理 Closure 绑定的时候,你会发现这个方式非常好用:

$container->singleton('database', function (Container $container) {
    return new MySQLDatabase(
        $container['database.host'],
        $container['database.name'],
        $container['database.user'],
        $container['database.pass']
    );
});

Laravel 自己没有用这种方式来处理配置项,它使用了一个单独的 Config 类本身。 PHP-DI 用了。

数组访问语法还可以代替 make() 来实例化对象:

$db = $container['database'];

技能P:Dependency Injection for Functions & Methods (给函数或方法注入依赖)

除了给构造函数注入依赖,Laravel 还可以往任意函数中注入:

function do_something(Cache $cache) { /* ... */ }
$result = $container->call('do_something');

函数的附加参数可以作为索引或关联数组传递:

function show_product(Cache $cache, $id, $tab = 'details') { /* ... */ }

// show_product($cache, 1)
$container->call('show_product', [1]);
$container->call('show_product', ['id' => 1]);

// show_product($cache, 1, 'spec')
$container->call('show_product', [1, 'spec']);
$container->call('show_product', ['id' => 1, 'tab' => 'spec']);

除此之外,闭包

$closure = function (Cache $cache) { /* ... */ };
$container->call($closure);

静态方法

class SomeClass
{
    public static function staticMethod(Cache $cache) { /* ... */ }
}
$container->call(['SomeClass', 'staticMethod']);
// or:
$container->call('SomeClass::staticMethod');

实例的方法

class PostController
{
    public function index(Cache $cache) { /* ... */ }
    public function show(Cache $cache, $id) { /* ... */ }
}
$controller = $container->make(PostController::class);

$container->call([$controller, 'index']);
$container->call([$controller, 'show'], ['id' => 1]);

都可以注入。

技能A: 调用实例方法的快捷方式

使用 ClassName@methodName 语法可以快捷调用实例中的方法:

$container->call('PostController@index');
$container->call('PostController@show', ['id' => 4]);

因为Container 被用来实例化类。意味着:

  1. 依赖 被注入进构造函数(或者方法);
  2. 如果需要复用实例,可以定义为单例;
  3. 可以用接口或任何名称来代替具体类。

所以这样调用也可以生效:

class PostController
{
    public function __construct(Request $request) { /* ... */ }
    public function index(Cache $cache) { /* ... */ }
}
$container->singleton('post', PostController::class);
$container->call('post@index');

最后,还可以传一个「默认方法」作为第三个参数。如果第一个参数是没有指定方法的类名称,则将调用默认方法。 Laravel 用这种方式来处理 event handlers :

$container->call(MyEventHandler::class, $parameters, 'handle');

// 相当于:
$container->call('MyEventHandler@handle', $parameters);

技能S:Method Call Bindings (方法调用绑定)

bindMethod() 方法可用来覆盖方法,例如用来传递其他参数:

$container->bindMethod('PostController@index', function ($controller, $container) {
    $posts = get_posts(...);

    return $controller->index($posts);
});

下面的方式都有效,调用闭包来代替调用原始的方法:

$container->call('PostController@index');
$container->call('PostController', [], 'index');
$container->call([new PostController, 'index']);

但是,call() 的任何其他参数都不会传递到闭包中,因此不能使用它们。

$container->call('PostController@index', ['Not used :-(']);

注意:这种方式不是 Container 接口 的一部分,只有在它的实现类 Container 才有。在这个 PR` 里可以看到它加了什么以及为什么参数被忽略。

技能D:Contextual Bindings (上下文绑定)

有时候你想在不同的地方给接口不同的实现。这里有 Laravel 文档 里的一个例子:

$container
    ->when(PhotoController::class)
    ->needs(Filesystem::class)
    ->give(LocalFilesystem::class);

$container
    ->when(VideoController::class)
    ->needs(Filesystem::class)
    ->give(S3Filesystem::class);

现在 PhotoControllerVideoController 都依赖了 Filesystem 接口,但是收到了不同的实例。

可以像 bind() 那样,给 give() 传闭包:

    ->when(VideoController::class)
    ->needs(Filesystem::class)
    ->give(function () {
        return Storage::disk('s3');
    });

或者短名称:

$container->instance('s3', $s3Filesystem);

$container
    ->when(VideoController::class)
    ->needs(Filesystem::class)
    ->give('s3');

技能F:Binding Parameters to Primitives (绑定初始数据)

当有一个类不仅需要接受一个注入类,还需要注入一个基本值(比如整数)。
还可以通过将变量名称 (而不是接口) 传递给 needs() 并将值传递给 give() 来注入需要的任何值 (字符串、整数等) :

$container
    ->when(MySQLDatabase::class)
    ->needs('$username')
    ->give(DB_USER);

还可以使用闭包实现延时加载,只在需要的时候取回这个

$container
    ->when(MySQLDatabase::class)
    ->needs('$username')
    ->give(function () {
        return config('database.user');
    });

这种情况下,不能传递类或命名的依赖关系(例如,give('database.user')),因为它将作为字面值返回。所以需要使用闭包:

$container
    ->when(MySQLDatabase::class)
    ->needs('$username')
    ->give(function (Container $container) {
        return $container['database.user'];
    });

技能G: Tagging (标记)

Container 可以用来「标记」有关系的绑定:

$container->tag(MyPlugin::class, 'plugin');
$container->tag(AnotherPlugin::class, 'plugin');

这样会以数组的形式取回所有「标记」的实例:

foreach ($container->tagged('plugin') as $plugin) {
    $plugin->init();
}

tag() 方法的两个参数都可以接受数组:

$container->tag([MyPlugin::class, AnotherPlugin::class], 'plugin');
$container->tag(MyPlugin::class, ['plugin', 'plugin.admin']);

技能H:Rebinding (重新绑定)

这个功能很少用到,可以跳过,仅供参考。

在绑定或实例被使用之后又发生了变化,将调用一个 rebinding 方法。 下例中, Auth 使用 Session 类后,Session 类将被替换,此时需要通知 Auth 类这个变动:

$container->singleton(Auth::class, function (Container $container) {
    $auth = new Auth;
    $auth->setSession($container->make(Session::class));

    $container->rebinding(Session::class, function ($container, $session) use ($auth) {
        $auth->setSession($session);
    });

    return $auth;
});

$container->instance(Session::class, new Session(['username' => 'dave']));
$auth = $container->make(Auth::class);
echo $auth->username(); // dave
$container->instance(Session::class, new Session(['username' => 'danny']));

echo $auth->username(); // danny

Rebinding 的更多信息可以看这两个链接:
https://stackoverflow.com/questions/38974593/laravels-ioc-container-rebinding-abstract-types
https://code.tutsplus.com/tutorials/digging-in-to-laravels-ioc-container--cms-22167

还有一个 refresh() 方法来处理这种模式:

$container->singleton(Auth::class, function (Container $container) {
    $auth = new Auth;
    $auth->setSession($container->make(Session::class));

    $container->refresh(Session::class, $auth, 'setSession');

    return $auth;
});

它还返回现有的实例或绑定(如果有的话),所以可以这样做:

// This only works if you call singleton() or bind() on the class
$container->singleton(Session::class);

$container->singleton(Auth::class, function (Container $container) {
    $auth = new Auth;
    $auth->setSession($container->refresh(Session::class, $auth, 'setSession'));
    return $auth;
});

注意:这种方式不是 Container 接口 的一部分,只有在它的实现类 Container 才有。

技能J:Overriding Constructor Parameters (重写构造函数参数)

makeWith 方法允许将附加参数传递给构造函数。它忽略任何现有的实例或单例,可以用于创建具有不同参数的类的多个实例,同时仍然注入依赖关系:

class Post
{
    public function __construct(Database $db, int $id) { /* ... */ }
}
$post1 = $container->makeWith(Post::class, ['id' => 1]);
$post2 = $container->makeWith(Post::class, ['id' => 2]);

注意:Laravel 5.3 及以下使用 make($class, $parameters)Laravel 5.4 中移除了此方法,但是在 5.4.16 以后又重新加回来了 makeWith()

技能K:其它

这涵盖了我认为有用的所有方法,但仅仅是简介,不然这篇文章就写不完了。。。

bound()

如果一个类/名称已经被 bind() , singleton()instance()alias() 绑定,那么 bound() 方法返回 true

if (! $container->bound('database.user')) {
    // ...
}

还可以使用数组访问语法和 isset()

if (! isset($container['database.user'])) {
    // ...
}

可以使用 unset() 来重置它,这会删除指定的绑定/实例/别名。

unset($container['database.user']);
var_dump($container->bound('database.user')); // false

bindIf()

bindIf()bind() 功能类似,差别在于只有在现有绑定不存在的情况下才注册绑定。 它一般被用在 package 中注册一个可被用户重写的默认绑定。

$container->bindIf(Loader::class, FallbackLoader::class);

不过并没有 singletonIf() 方法,只能用 bindIf($abstract, $concrete, true) 来实现。

$container->bindIf(Loader::class, FallbackLoader::class, true);

它等同于:

if (! $container->bound(Loader::class)) {
    $container->singleton(Loader::class, FallbackLoader::class);
}

resolved()

如果一个类已经被解析,resolved() 方法会返回 true

var_dump($container->resolved(Database::class)); // false
$container->make(Database::class);
var_dump($container->resolved(Database::class)); // true

我也不太确定他用在什么地方。。。
如果用过 unset() 之后它会被重置:

unset($container[Database::class]);
var_dump($container->resolved(Database::class)); // false

factory()

factory() 方法返回一个不需要参数并调用 make() 的闭包。

$dbFactory = $container->factory(Database::class);
$db = $dbFactory();

这个东西我也不知道有什么用。。。

wrap()

wrap 方法包装一个闭包,以便在执行时依赖关系被注入。 它接受一个数组参数; 返回的闭包不带参数:

$cacheGetter = function (Cache $cache, $key) {
    return $cache->get($key);
};

$usernameGetter = $container->wrap($cacheGetter, ['username']);

$username = $usernameGetter();

我也不知道它有啥用,因为返回的闭包没带回参数。。。

注意:这个方法不是 Container 接口` 的一部分,只有在它的实现类 Container 才有。

afterResolving()

afterResolving() 方法作用与 resolving() 完全相同,不同之处是 调用 「resolving」回调之后再调用 「afterResolving」回调。
不知道什么时候会用到它。。。

最后再附几个

isShared() – 确定一个给定的类型是一个 singleton/instance
isAlias() – 确定给定的字符串是否是已注册的 别名
hasMethodBinding() - 确定容器是否具有给定的 method binding
getBindings() - 取回所有已注册绑定的原始数组
getAlias($abstract) - 获取基础类/绑定名称的别名
forgetInstance($abstract) - 清除单个实例对象
forgetInstances() - 清除所有实例对象
flush() - 清除所有绑定和实例,有效地重置容器
setInstance() - 替换 getInstance() 使用的实例 (提示:使用 setInstance(null)来清除它,这样下一次它将生成一个新的实例)

注意:这些方法不是 Container 接口 的一部分,只有在它的实现类 Container 才有。

原创。 所有 Laravel 文章均已收录至 laravel-tips 项目。

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