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IoC容器与依赖注入DI模式

发布时间:2020-05-24 01:34:32 所属栏目:程序设计 来源:互联网
导读:编者语:最近研究IoC,在网上搜索到很多网页推荐阅读Martin Fowler的一篇名叫Inversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern的文章。点击到该文章页面便吓了一跳:这什么文章啊,简单一个网页PageRank居然是7!要知道,国内几大门户

编者语:最近研究IoC,在网上搜索到很多网页推荐阅读Martin Fowler的一篇名叫Inversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern的文章。点击到该文章页面便吓了一跳:这什么文章啊,简单一个网页PageRank居然是7!要知道,国内几大门户网站也都还没有到这个值呢!也难怪,Martin Fowler被誉为软件开发教父,他的文章,肯定有N多人拜读。细细读来,感觉大师确实很厉害,文章条理清晰,论证深入,结论明确!本想将此好文翻译推荐给广大网友,可在网上一搜,早有前人将其翻译成中文了。这里,我将网上流传的中文版整理后,推荐给广大的编程爱好者,希望大师的精彩讲解能够让你对相关问题有一个透彻的理解。同时,我还将其整理成了Word文档,需要的朋友点这里下载。

摘要:Java社群近来掀起了一阵轻量级容器的热潮,这些容器能够帮助开发者将来自不同项目的组件组装成为一个内聚的应用程序。在它们的背后有着同一个模式,这个模式决定了这些容器进行组件装配的方式。人们用一个大而化之的名字来称呼这个模式:“控制反转”(Inversion of Control,IoC)。在本文中,我将深入探索这个模式的工作原理,给它一个更能描述其特点的名字——“依赖注入”(Dependency Injection),并将其与“服务定位器”(Service Locator)模式作一个比较。不过,这两者之间的差异并不太重要,更重要的是:应该将组件的配置与使用分离开——两个模式的目标都是这个。

目录

组件和服务
一个简单的例子
控制反转
依赖注入的几种形式
使用PicoContainer进行构造函数注入
使用Spring进行设值方法注入
接口注入
使用Service Locator
为定位器提供分离的接口
动态服务定位器
用Avalon兼顾服务定位器和依赖注入
作出一个选择
Service Locator vs. Dependency Injection
构造函数注入vs.设值方法注入
代码配置vs.配置文件
分离配置与使用
更多的问题
结论和思考
致谢

在企业级Java的世界里存在一个有趣的现象:有很多人投入很多精力来研究主流J2EE技术的替代品——自然,这大多发生在open source社群。在很大程度上,这可以看作是开发者对主流J2EE技术的笨重和复杂作出的回应,但其中的确有很多极富创意的想法,的确提供了一些可供选择的方案。J2EE开发者常遇到的一个问题就是如何组装不同的程序元素:如果web控制器体系结构和数据库接口是由不同的团队所开发的,彼此几乎一无所知,你应该如何让它们配合工作?很多框架尝试过解决这个问题,有几个框架索性朝这个方向发展,提供了更通用的“组装各层组件”的方案。这样的框架通常被称为“轻量级容器”,PicoContainer和Spring都在此列中。

在这些容器背后,一些有趣的设计原则发挥着作用。这些原则已经超越了特定容器的范畴,甚至已经超越了Java平台的范畴。在本文中,我就要初步揭示这些原则。我使用的范例是Java代码,但正如我的大多数文章一样,这些原则也同样适用于别的OO环境,特别是.NET。


组件和服务

装配程序元素,这样的话题立即将我拖进了一个棘手的术语问题:如何区分“服务”(service)和“组件”(component)?你可以毫不费力地找出关于这两个词定义的长篇大论,各种彼此矛盾的定义会让你感受到我所处的窘境。有鉴于此,对于这两个遭到了严重滥用的词汇,我将首先说明它们在本文中的用法。

所谓“组件”是指这样一个软件单元:它将被作者无法控制的其他应用程序使用,但后者不能对组件进行修改。也就是说,使用一个组件的应用程序不能修改组件的源代码,但可以通过作者预留的某种途径对其进行扩展,以改变组件的行为。

服务和组件有某种相似之处:它们都将被外部的应用程序使用。在我看来,两者之间最大的差异在于:组件是在本地使用的(例如JAR文件、程序集、DLL、或者源码导入);而服务是要通过同步或异步的远程接口来远程使用的(例如web service、消息系统、RPC,或者socket)。

在本文中,我将主要使用“服务”这个词,但文中的大多数逻辑也同样适用于本地组件。实际上,为了方便地访问远程服务,你往往需要某种本地组件框架。不过,“组件或者服务”这样一个词组实在太麻烦了,而且“服务”这个词当下也很流行,所以本文将用“服务”指代这两者。

一个简单的例子

为了更好地说明问题,我要引入一个例子。和我以前用的所有例子一样,这是一个超级简单的例子:它非常小,小得有点不够真实,但足以帮助你看清其中的道理,而不至于陷入真实例子的泥潭中无法自拔。

在这个例子中,我编写了一个组件,用于提供一份电影清单,清单上列出的影片都是由一位特定的导演执导的。实现这个伟大的功能只需要一个方法:

classMovieLister...
publicMovie[]moviesDirectedBy(Stringarg)
{
ListallMovies=finder.findAll();
for(Iteratorit=allMovies.iterator();it.hasNext();)
{
Moviemovie=(Movie)it.next();
if(!movie.getDirector().equals(arg))
{
it.remove();
}
}
return(Movie[])allMovies.toArray(newMovie[allMovies.size()]);
}

你可以看到,这个功能的实现极其简单:moviesDirectedBy方法首先请求finder(影片搜寻者)对象(我们稍后会谈到这个对象)返回后者所知道的所有影片,然后遍历finder对象返回的清单,并返回其中由特定的某个导演执导的影片。非常简单,不过不必担心,这只是整个例子的脚手架罢了。我们真正想要考察的是finder对象,或者说,如何将MovieLister对象与特定的finder对象连接起来。为什么我们对这个问题特别感兴趣?因为我希望上面这个漂亮的moviesDirectedBy方法完全不依赖于影片的实际存储方式。所以,这个方法只能引用一个finder对象,而finder对象则必须知道如何对findAll方法作出回应。为了帮助读者更清楚地理解,我给finder定义了一个接口:

publicinterfaceMovieFinder
{
ListfindAll();
}

现在,两个对象之间没有什么耦合关系。但是,当我要实际寻找影片时,就必须涉及到MovieFinder的某个具体子类。在这里,我把涉及具体子类的代码放在MovieLister类的构造函数中。

classMovieLister...
privateMovieFinderfinder;
publicMovieLister()
{
finder=newColonDelimitedMovieFinder("movies1.txt");
}

这个实现类的名字就说明:我将要从一个逗号分隔的文本文件中获得影片列表。你不必操心具体的实现细节,只要设想这样一个实现类就可以了。如果这个类只由我自己使用,一切都没问题。但是,如果我的朋友叹服于这个精彩的功能,也想使用我的程序,那又会怎么样呢?如果他们也把影片清单保存在一个逗号分隔的文本文件中,并且也把这个文件命名为“ movie1.txt ”,那么一切还是没问题。如果他们只是给这个文件改改名,我也可以从一个配置文件获得文件名,这也很容易。但是,如果他们用完全不同的方式——例如SQL数据库、XML文件、web service,或者另一种格式的文本文件——来存储影片清单呢?在这种情况下,我们需要用另一个类来获取数据。由于已经定义了MovieFinder接口,我可以不用修改moviesDirectedBy方法。但是,我仍然需要通过某种途径获得合适的MovieFinder实现类的实例。



图1:在MovieLister类中直接创建MovieFinder实例时的依赖关系

图1展现了这种情况下的依赖关系:MovieLister类既依赖于MovieFinder接口,也依赖于具体的实现类。我们当然希望MovieLister类只依赖于接口,但我们要如何获得一个MovieFinder子类的实例呢?

在《Patterns of Enterprise Application Architecture》一书中,我们把这种情况称为插件(plugin):MovieFinder的实现类不是在编译期连入程序之中的,因为我并不知道我的朋友会使用哪个实现类。我们希望MovieLister类能够与MovieFinder的任何实现类配合工作,并且允许在运行期插入具体的实现类,插入动作完全脱离我(原作者)的控制。这里的问题就是:如何设计这个连接过程,使MovieLister类在不知道实现类细节的前提下与其实例协同工作。

将这个例子推而广之,在一个真实的系统中,我们可能有数十个服务和组件。在任何时候,我们总可以对使用组件的情形加以抽象,通过接口与具体的组件交流(如果组件并没有设计一个接口,也可以通过适配器与之交流)。但是,如果我们希望以不同的方式部署这个系统,就需要用插件机制来处理服务之间的交互过程,这样我们才可能在不同的部署方案中使用不同的实现。所以,现在的核心问题就是:如何将这些插件组合成一个应用程序?这正是新生的轻量级容器所面临的主要问题,而它们解决这个问题的手段无一例外地是控制反转(Inversion of Control)模式。

控制反转

几位轻量级容器的作者曾骄傲地对我说:这些容器非常有用,因为它们实现了控制反转。这样的说辞让我深感迷惑:控制反转是框架所共有的特征,如果仅仅因为使用了控制反转就认为这些轻量级容器与众不同,就好象在说我的轿车是与众不同的,因为它有四个轮子。

问题的关键在于:它们反转了哪方面的控制?我第一次接触到的控制反转针对的是用户界面的主控权。早期的用户界面是完全由应用程序来控制的,你预先设计一系列命令,例如输入姓名、输入地址等,应用程序逐条输出提示信息,并取回用户的响应。而在图形用户界面环境下,UI框架将负责执行一个主循环,你的应用程序只需为屏幕的各个区域提供事件处理函数即可。在这里,程序的主控权发生了反转:从应用程序移到了框架。对于这些新生的容器,它们反转的是如何定位插件的具体实现。在前面那个简单的例子中,MovieLister类负责定位MovieFinder的具体实现——它直接实例化后者的一个子类。这样一来,MovieFinder也就不成其为一个插件了,因为它并不是在运行期插入应用程序中的。而这些轻量级容器则使用了更为灵活的办法,只要插件遵循一定的规则,一个独立的组装模块就能够将插件的具体实现注射到应用程序中。因此,我想我们需要给这个模式起一个更能说明其特点的名字——“控制反转”这个名字太泛了,常常让人有些迷惑。与多位IoC爱好者讨论之后,我们决定将这个模式叫做“依赖注入”(Dependency Injection)。

(编辑:安卓应用网)

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