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面试官问我如何理解 IOC 和 DI

wscats
English

IOC/DI

谈到依赖注入,必须先理解 IOC 与 DI。

  • IOC,全称 Inversion Of Control,控制反转是面向对象编程的一种设计思想,主要用来降低代码之间的耦合度。
  • DI,全称 Dependency Injection,依赖注入是 IOC 的具体实现。是指对象通过外部的注入,避免对象内部自身实现外部依赖的实例化过程。

IOC 控制反转的设计模式可以大幅度地降低了程序的耦合性。而 装饰器在 VSCode 的控制反转设计模式里,其主要作用是实现 DI 依赖注入的功能和精简部分重复的写法。由于该步骤实现较为复杂,我们先从简单的例子为切入点去了解装饰器的基本原理。

Implementation

@serviceA@serviceB 是参数装饰器,用于处理参数,是由 createDecorator 方法创建的。

  • @参数装饰器使用方法:接收三个参数

    • target: 对于静态成员来说是类的构造器,对于实例成员来说是类的原型链
    • key: 方法的名称,注意是方法的名称,而不是参数的名称
    • index: 参数在方法中所处的位置的下标
  • @返回:返回的值将会被忽略
class C {
  constructor(@serviceA private a: A, @serviceB private b: B) {}
}

所有参数装饰器均由 createDecorator 方法创建,'A''B',均是该装饰器的唯一标识。

const serviceA = createDecorator("A");
const serviceB = createDecorator("B");

装饰器首先判断是否被缓存,如果有被缓存则取出已经缓存好的参数装饰器,如果没被缓存,则创建一个 serviceIdentifier 的参数装饰器。

function createDecorator<T>(serviceId: string): ServiceIdentifier<T> {
  if (_util.serviceIds.has(serviceId)) {
    return _util.serviceIds.get(serviceId) as ServiceIdentifier<T>;
  }
}

serviceIdentifier 参数装饰器只做了一件事就是触发 storeServiceDependency 把所有依赖项给存起来,存装饰器本身 id,参数的下标 index 以及是否可选 optional

const id = function serviceIdentifier(target: Ctor<T>, key: string, index: number): void {
  storeServiceDependency(id, target, index, false);
};
id.toString = () => serviceId;
_util.serviceIds.set(serviceId, id);

storeServiceDependency 本质是往 targetclass C 上设置两个静态属性 $di$target$di$dependencies 上面分别存 target,自身还要再存一次自身 target 是为了判断是否已经存过依赖。

C.$di$target; // class C
C.$di$dependencies[0].id.toString(); // A 或者 B
C.$di$dependencies; // [{id: serviceIdentifier, index: 1, optional: false}, {id: serviceIdentifier, index: 0, optional: false}]

除了存在类上,还存在了 _util.serviceIds 上。

当类声明的时候,装饰器就会被应用,所以在有类被实例化之前依赖关系就已经确定好了。把 ts 编译就可以证明这点,可以看到 __decorate 在类声明的时候,装饰器就会被执行了,

var C = /** @class */ (function() {
  function C(a, b) {
    this.a = a;
    this.b = b;
  }
  C = __decorate([__param(0, serviceA), __param(1, serviceB)], C);
  return C;
})();

紧接着就到了 ServiceCollection,这里会将装饰器作为 key 唯一标识,实例化的类作为 value,全部存到 svrsCollection 中,svrsCollection 的实现也很简单,直接用 Map 方法存起来。

const aInstance = new A();
const bInstance = new B();
const svrsCollection = new ServiceCollection();
svrsCollection.set(serviceA, aInstance);
svrsCollection.set(serviceB, bInstance);

后续只需要使用 get 方法并传入对应的参数装饰器就可以获取对应的实例化好的类了。

svrsCollection.get(serviceA); // new A()
svrsCollection.get(serviceB); // new B()

InstantiationService 是实现依赖注入的核心,它是以参数装饰器,例如 serviceAserviceBServiceIdentifierkey 在私有变量 services 中保存所有依赖注入的被实例化好的类。services 保存的是 svrsCollection

const instantiationService = new InstantiationService(svrsCollection);

它暴露了三个公开方法:

  • createInstance 该方法接受一个类以及构造该类的非依赖注入参数,然后创建该类的实例。
  • invokeFunction 该方法接受一个回调函数,该回调函数通过 acessor 参数可以访问该 InstantiationService 中的所有依赖注入项。
  • createChild 该方法接受一个依赖项集合,并创造一个新的 InstantiationService 说明 vscode 的依赖注入机制也是有层次的。

createInstance 方法是实例化的核心方法:

const cInstance = instantiationService.createInstance(C, "L", "R") as C;

首先是获取 ctorOrDescriptor 也就是类 class C 和需要传入非依赖注入的参数 rest

const result = this.createCtorInstance(ctorOrDescriptor, rest);

然后使用 getServiceDependencies 把挂载 class C 静态属性的 $di$dependencies 给获取出来并排序,因为存的时候顺序是倒序的

const serviceDependencies = _util
  .getServiceDependencies(ctor)
  .sort((a, b) => a.index - b.index);

取出来的依赖项 serviceDependencies 主要是为了遍历并获取里面的参数装饰器 serviceAserviceB

const serviceArgs: any[] = [];
for (const dependency of serviceDependencies) {
  const serviceInstance = this.getOrCreateServiceInstance(dependency.id);
  serviceArgs.push(serviceInstance);
}

getOrCreateServiceInstance 本质就是从 servicessvrsCollection 中获取实例化好的类。

const instanceOrDesc = this.services.get(id);
// 相当于 id 即参数装饰器
// svrsCollection.get(id);

当把所有的这些实例化好的类取出来放到 serviceArgs 中后,由于参数装饰器是类实例化的时候就执行完并收集好依赖项,所以 serviceArgs 就是对应 ctorclass C 需要注入的依赖参数,合并非依赖参数就能帮助我们成功实例化好我们的 ctor 类。

new ctor(...[...serviceArgs, ...args]);

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