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PHP進(jìn)階學(xué)習(xí)之依賴注入與Ioc容器詳解

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本文實(shí)例講述了PHP依賴注入與Ioc容器。分享給大家供大家參考,具體如下:

背景

在很多編程語言(例如java)開發(fā)中,程序員在某個(gè)類中需要依賴其它類的方法,則通常是new一個(gè)依賴類再調(diào)用類實(shí)例的方法,這種開發(fā)存在的問題是new的類實(shí)例不好統(tǒng)一管理,一旦有修改,牽扯的類會很多。

最早在java的spring提出了依賴注入的思想,即依賴類不由程序員實(shí)例化,而是通過spring容器幫我們new指定實(shí)例并且將實(shí)例注入到需要該對象的類中。目前許多主流PHP框架也使用了依賴注入容器,如ThinkPHP、Laravel等。

一、概念

1、容器:字面上理解就是裝東西的東西。常見的變量、對象屬性等都可以算是容器。一個(gè)容器能夠裝什么,全部取決于你對該容器的定義。當(dāng)然,現(xiàn)在我們討論的是這樣一種容器,它存放的不是文本、數(shù)值,而是對象、對象的描述(類、接口)或者是提供對象的回調(diào)(閉包),通過這種容器,我們得以實(shí)現(xiàn)許多高級的功能,其中最常提到的,就是 “解耦”、“依賴注入”。

2、IoC - Inversion of Control 控制反轉(zhuǎn) 

控制反轉(zhuǎn)是從容器的角度在描述,即:容器控制應(yīng)用程序,由容器反向的向應(yīng)用程序注入應(yīng)用程序所需要的外部資源。 

3、DI - Dependency Injection 依賴注入 

依賴注入是從應(yīng)用程序的角度在描述,可以把依賴注入,即:應(yīng)用程序依賴容器創(chuàng)建并注入它所需要的外部資源。

備注:依賴注入和控制反轉(zhuǎn)說的是同一個(gè)東西,是一種設(shè)計(jì)模式,這種設(shè)計(jì)模式用來減少程序間的耦合,從某個(gè)方面講,就是它們描述的角度不同。 

二、依賴注入的原理

一般情況下,當(dāng)存在類與類之間的依賴關(guān)系的時(shí)候,我們都是通過直接實(shí)例化的方式進(jìn)行調(diào)用。一旦出現(xiàn)多層依賴,這種方式的耦合程度就很高,在需要修改其中一個(gè)類的時(shí)候,會牽扯很多依賴它的類的修改,因此對代碼的改動會比較大。

下面簡單舉一個(gè)A->B->C三層依賴的關(guān)系解釋怎么運(yùn)用依賴注入來解耦,提高開發(fā)效率。

而依賴注入方式如下:

解析:

常規(guī)寫法里面,一旦C類需要作出改變,或者B類的調(diào)用需要改變成D類的時(shí)候,還需要考慮到依賴自己的B類,即還需要對B類作出修改。

依賴注入的思想就是即用即實(shí)例,反轉(zhuǎn)類與類之間的控制關(guān)系,實(shí)現(xiàn)由調(diào)用類A類控制后續(xù)的依賴關(guān)系,這樣可以讓B類隨意的更改所需依賴和實(shí)例化的類(C類或D類),達(dá)到解耦的目的。

三、常用的依賴注入方式:

1、構(gòu)造方法注入;2、set屬性注入;3、靜態(tài)工廠方法注入;

上述的例子使用的就是構(gòu)造方法注入的方式,將對象作為參數(shù)傳遞到構(gòu)造方法中;同樣的set屬性注入也是相類似的方法,不同的僅僅是在set一個(gè)類的成員的屬性時(shí)傳遞這個(gè)對象參數(shù),在此就不一一舉例了。

除此之外,還有靜態(tài)工廠方法注入的方式,這種方法與靜態(tài)工廠方法類似。

我們知道靜態(tài)工廠方法就是通過一個(gè)類來管理需要實(shí)例化的多個(gè)相似的類,該類會定義一個(gè)方法用于獲取需要實(shí)例化的對象,而具體要實(shí)例化哪個(gè)對象就依賴于傳遞進(jìn)來的對象名參數(shù)了。

對于靜態(tài)工廠方式的注入,與一般的靜態(tài)工廠方法不同之處在于這個(gè)傳進(jìn)來的參數(shù)是一個(gè)已經(jīng)實(shí)例化過的對象。

?php
class IoC
{
  protected static $registry = [];
  public static function bind($name, Callable $resolver) //傳入類名和類對象實(shí)例
  {
    static::$registry[$name] = $resolver;
  }
  public static function make($name) //靜態(tài)工廠方法
  {
    if (isset(static::$registry[$name])) {
      $resolver = static::$registry[$name];
      return $resolver(); //實(shí)例化
    }
    throw new Exception('Alias does not exist in the IoC registry.');
  }
}

總而言之,三種方式傳遞的都是實(shí)例化對象,只是不同之處在于傳遞的位置分別為構(gòu)造方法、set屬性、靜態(tài)工廠方法而已。

四、依賴注入容器(Ioc容器)

大多數(shù)時(shí)侯,在使用依賴注入方式解耦組件時(shí),并不需要用到容器。
當(dāng)一段程序需要實(shí)例化的類太多或者依賴太多的時(shí)候,重復(fù)依賴注入的代碼是比較繁瑣的事情,例如以下情況:

當(dāng)產(chǎn)生以上關(guān)系的時(shí)候,依賴注入的代碼會比較混亂,而且存在重復(fù),更有可能在調(diào)用一個(gè)一般方法時(shí)new一個(gè)不需要的類,產(chǎn)生冗余。

此時(shí)需要使用容器,使用依賴注入容器后的思路是應(yīng)用程序需要到A類,就從容器內(nèi)取得A類。具體是容器創(chuàng)建C類,再創(chuàng)建B類并把C注入,再創(chuàng)建A類,并把B類注入,應(yīng)用程序調(diào)用A類方法, A類調(diào)用B類方法,接著做些其它工作.總之容器負(fù)責(zé)實(shí)例化,注入依賴,處理依賴關(guān)系等工作。

對于實(shí)際開發(fā)中復(fù)雜多變的代碼環(huán)境,我們并不能完全知道現(xiàn)在的類在未來會擴(kuò)展成什么情況,因此我們需要在有新的依賴類加入的時(shí)候,通過容器去實(shí)現(xiàn)實(shí)例化該類的方法。因此,在實(shí)例化未知類的時(shí)候,最能探索一個(gè)類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實(shí)例化的方法就是利用反射,由此可知,反射是容器管理各個(gè)依賴類的核心。我們可以通過實(shí)例來了解容器的內(nèi)部實(shí)現(xiàn):

三個(gè)存在依賴關(guān)系的類:文件testClass.php

?php //依賴關(guān)系:Company->Department->Group
class Group
{
  public function doSomething()
  {
    echo __CLASS__.":".'hello', '|';
  }
}
class Department
{
  private $group;
  public function __construct(Group $group)
  {
    $this->group = $group;
  }
  public function doSomething()
  {
    $this->group->doSomething();
    echo __CLASS__.":".'hello', '|';
  }
}
class Company
{
  private $department;
  public function __construct(Department $department)
  {
    $this->department = $department;
  }
  public function doSomething()
  {
    $this->department->doSomething();
    echo __CLASS__.":".'hello', '|';
  }
}

Ioc容器的內(nèi)部實(shí)現(xiàn):

?php
class Container
{
  private $s = array();
  public function __set($k, $c)
  {
    $this->s[$k] = $c;
  }
  public function __get($k)
  {
    return $this->build($this->s[$k]);
  }
  /**
   * 自動綁定(Autowiring)自動解析(Automatic Resolution)
   *
   * @param string $className
   * @return object
   * @throws Exception
   */
  public function build($className)
  {
    // 如果是匿名函數(shù)(Anonymous functions),也叫閉包函數(shù)(closures)
    if ($className instanceof Closure) {
      // 執(zhí)行閉包函數(shù),并將結(jié)果
      return $className($this);
    }
    /*通過反射獲取類的內(nèi)部結(jié)構(gòu),實(shí)例化類*/
    $reflector = new ReflectionClass($className);
    // 檢查類是否可實(shí)例化, 排除抽象類abstract和對象接口interface
    if (!$reflector->isInstantiable()) {
      throw new Exception("Can't instantiate this.");
    }
    /** @var ReflectionMethod $constructor 獲取類的構(gòu)造函數(shù) */
    $constructor = $reflector->getConstructor();
    // 若無構(gòu)造函數(shù),直接實(shí)例化并返回
    if (is_null($constructor)) {
      return new $className;
    }
    // 取構(gòu)造函數(shù)參數(shù),通過 ReflectionParameter 數(shù)組返回參數(shù)列表
    $parameters = $constructor->getParameters();
    // 遞歸解析構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)
    $dependencies = $this->getDependencies($parameters);
    // 創(chuàng)建一個(gè)類的新實(shí)例,給出的參數(shù)將傳遞到類的構(gòu)造函數(shù)。
    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)) {
        // 是變量,有默認(rèn)值則設(shè)置默認(rèn)值
        $dependencies[] = $this->resolveNonClass($parameter);
      } else {
        // 是一個(gè)類,遞歸解析
        $dependencies[] = $this->build($dependency->name);
      }
    }
    return $dependencies;
  }
  /**
   * @param ReflectionParameter $parameter
   * @return mixed
   * @throws Exception
   */
  public function resolveNonClass($parameter)
  {
    // 有默認(rèn)值則返回默認(rèn)值
    if ($parameter->isDefaultValueAvailable()) {
      return $parameter->getDefaultValue();
    }
    throw new Exception('I have no idea what to do here.');
  }
}
require_once "./testclass.php"; //開始測試,先測試已知依賴關(guān)系的情況
$c = new Container();
$c->department = 'Department';
$c->company = function ($c) {
  return new Company($c->department);
};
// 從容器中取得company
$company = $c->company;
$company->doSomething(); //輸出: Group:hello|Department:hello|Company:hello|
// 測試未知依賴關(guān)系,直接使用的方法
$di = new Container();
$di->company = 'Company';
$company = $di->company;
$company->doSomething();//輸出: Group:hello|Department:hello|Company:hello|

我們可以通過一張圖解釋Ioc容器的內(nèi)部邏輯:

五、總結(jié)

IOC的基本概念是:不創(chuàng)建對象,但是描述創(chuàng)建它們的方式。在代碼中不直接與對象和服務(wù)連接,但在配置文件中描述哪一個(gè)組件需要哪一項(xiàng)服務(wù)。Spring容器負(fù)責(zé)將這些聯(lián)系在一起。也就是說,Spring的IOC負(fù)責(zé)管理各種對象的創(chuàng)建、清除以及它們之間的聯(lián)系。 

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希望本文所述對大家PHP程序設(shè)計(jì)有所幫助。

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