spring概念理解之IOC(控制反转)

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这两个概念对于 Laravel
的使用者来说应该并不陌生,尤其是当你希望扩展或者替换 Laravel
核心库的时候,理解和合理使用它们可以极大提升 Laravel
的战斗力。这里以创建一个自己的 ServiceProvider 为例理解 Inversion of
Control 和 Facade 在 Laravel 中的应用。

这是Spring中的有特点的一部份。IoC又被翻译成“控制反转”,也不知道是谁翻译得这么别扭,感觉很深奥的词。其实,原理很简单,用一句通俗的话来说:就是用XML来定义生成的对象。IoC其实是一种设计模式,Spring只是实现了这种设计模式。

控制反转(Inversion of Control)

这种设计模式是怎么来的呢?是实践中逐渐形成的。

什么是 IoC

控制反转(Inversion of
Control,缩写为IoC),是面向对象编程中的一种设计原则,可以用来减低计算机代码之间的耦合度。其中最常见的方式叫做依赖注入(Dependency
Injection,简称DI),还有一种方式叫“依赖查找”(Dependency
Lookup)。通过控制反转,对象在被创建的时候,由一个调控系统内所有对象的外界实体,将其所依赖的对象的引用传递给它。
— 维基百科

简单说来,就是一个类把自己的的控制权交给另外一个对象,类间的依赖由这个对象去解决。依赖注入属于依赖的显示申明,而依赖查找则是通过查找来解决依赖。

第一阶段:用普通的无模式来写Java程序。一般初学者都要经过这个阶段。

Laravel 中的使用

注入一个类:

App::bind('foo', function($app)
{
    return new FooBar;
});

这个例子的意思是创建一个别名为 foo 的类,使用时实际实例化的是 FooBar

使用这个类的方法是:

$value = App::make('foo');

$value 实际上是 FooBar 对象。

如果希望使用单例模式来实例化类,那么使用:

App::singleton('foo', function()
{
    return new FooBar;
});

这样的话每次实例化后的都是同一个对象。

注入类的更多例子可以看 Laravel 官网

你可能会疑问上面的代码应该写在哪儿呢?答案是你希望他们在哪儿运行就写在哪儿。0
—— 0 知道写哪儿还用来看这种基础文章么!

第二阶段:频繁的开始使用接口,这时,接口一般都会伴随着使用工厂模式。

服务提供器 (Service Providers)

为了让依赖注入的代码不至于写乱,Laravel 搞了一个 服务提供器(Service
Provider)的东西,它将这些依赖聚集在了一块,统一申明和管理,让依赖变得更加容易维护。

第三阶段:使用IoC模式。工厂模式还不够好:(1)因为的类的生成代码写死在程序里,如果你要换一个子类,就要修改工厂方法。(2)一个接口常常意味着一个生成工厂,会多出很多工厂类。

Laravel 中的使用

定义一个服务提供器:

use IlluminateSupportServiceProvider;

class FooServiceProvider extends ServiceProvider {

    public function register()
    {
        $this->app->bind('foo', function()
        {
            return new Foo;
        });
    }

}

这个代码也不难理解,就是申明一个服务提供器,这个服务提供器有一个 register的方法。这个方法实现了我们上面讲到的依赖注入。

当我们执行下面代码:

App::register('FooServiceProvider');

我们就完成一个注入了。但是这个还是得手动写,所以怎么让 Laravel
自己来做这事儿呢?

我们只要在 app/config/app.php 中的 providers 数组里面增加一行:

'providers' => [
    …
       ‘FooServiceProvider’,
],

这样我们就可以使用 App::make(‘foo’) 来实例化一个类了。

你不禁要问了,这么写也太难看了吧?莫慌,有办法。

可以把IoC模式看做是工厂模式的升华,可以把IoC看作是一个大工厂,只不过这个大工厂里要生成的对象都是在XML文件中给出定义的,然后利用Java的“反射”编程,根据XML中给出的类名生成相应的对象。从实现来看,IoC是把以前在工厂方法里写死的对象生成代码,改变为由XML文件来定义,也就是把工厂和对象生成这两者独立分隔开来,目的就是提高灵活性和可维护性。

门面模式(Facade)

为了让 Laravel 中的核心类使用起来更加方便,Laravel实现了门面模式。

外觀模式(Facade
pattern),是軟件工程中常用的一種軟件設計模式,它為子系統中的一組接口提供一個統一的高層接口,使得子系統更容易使用。
— 维基百科

这里引用知乎的例子:Spring
IoC有什么好处呢?

Laravel 中的使用

我们使用的大部分核心类都是基于门面模式实现的。例如:

$value = Cache::get('key');

这些静态调用实际上调用的并不是静态方法,而是通过 PHP 的魔术方法__callStatic() 讲请求转到了相应的方法上。

那么如何讲我们前面写的服务提供器也这样使用呢?方法很简单,只要这么写:

use IlluminateSupportFacadesFacade;

class Foo extends Facade {

    protected static function getFacadeAccessor() { return ‘foo’; }

}

这样我们就可以通过 Foo::test() 来调用我们之前真正的 FooBar 类的方法了。

澳门新葡亰娱乐在线,要了解控制反转( Inversion of Control ),
我觉得有必要先了解软件设计的一个重要思想:依赖倒置原则(Dependency
Inversion Principle )。

别名(Alias)

有时候我们可能将 Facade 放在我们扩展库中,它有比较深的命名空间,如:LibraryMyClassFoo。这样导致使用起来并不方便。Laravel
可以用别名来替换掉这么长的名字。

我们只要在 app/config/app.php 中 aliases 下增加一行即可:

'aliases' => [
    …
    'Foo' => ‘LibraryMyClassFoo’,
],

这样它的使用就由 LibraryMyClassFoo::test() 变成 Foo::test() 了。

什么是依赖倒置原则?假设我们设计一辆汽车:先设计轮子,然后根据轮子大小设计底盘,接着根据底盘设计车身,最后根据车身设计好整个汽车。这里就出现了一个“依赖”关系:汽车依赖车身,车身依赖底盘,底盘依赖轮子。

总结

所以有了控制反转(Inversion of
Control)和门面模式(Facade),实际还有服务提供器(Service
Providers)和别名(Alias),我们创建自己的类库和扩展 Laravel
都会方便很多。

这里总结一下创建自己类库的方法:

  1. 在 app/library/MyFoo 下创建类 MyFoo.php
  2. 在 app/library/MyFoo/providers 下创建 MyFooServiceProvider.php
  3. 在 app/library/MyFoo/facades 下创建 MyFooFacade.php
  4. 在 app/config/app.php 中添加 providers 和 aliases

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这样的设计看起来没问题,但是可维护性却很低。假设设计完工之后,上司却突然说根据市场需求的变动,要我们把车子的轮子设计都改大一码。这下我们就蛋疼了:因为我们是根据轮子的尺寸设计的底盘,轮子的尺寸一改,底盘的设计就得修改;同样因为我们是根据底盘设计的车身,那么车身也得改,同理汽车设计也得改——整个设计几乎都得改!

我们现在换一种思路。我们先设计汽车的大概样子,然后根据汽车的样子来设计车身,根据车身来设计底盘,最后根据底盘来设计轮子。这时候,依赖关系就倒置过来了:轮子依赖底盘,
底盘依赖车身, 车身依赖汽车。

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这时候,上司再说要改动轮子的设计,我们就只需要改动轮子的设计,而不需要动底盘,车身,汽车的设计了。

这就是依赖倒置原则——把原本的高层建筑依赖底层建筑“倒置”过来,变成底层建筑依赖高层建筑。高层建筑决定需要什么,底层去实现这样的需求,但是高层并不用管底层是怎么实现的。这样就不会出现前面的“牵一发动全身”的情况。

控制反转(Inversion of Control)
就是依赖倒置原则的一种代码设计的思路。具体采用的方法就是所谓的依赖注入(Dependency
Injection)。其实这些概念初次接触都会感到云里雾里的。说穿了,这几种概念的关系大概如下:

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为了理解这几个概念,我们还是用上面汽车的例子。只不过这次换成代码。我们先定义四个Class,车,车身,底盘,轮胎。然后初始化这辆车,最后跑这辆车。代码结构如下:

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这样,就相当于上面第一个例子,上层建筑依赖下层建筑——每一个类的构造函数都直接调用了底层代码的构造函数。假设我们需要改动一下轮胎(Tire)类,把它的尺寸变成动态的,而不是一直都是30。我们需要这样改:

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由于我们修改了轮胎的定义,为了让整个程序正常运行,我们需要做以下改动:

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由此我们可以看到,仅仅是为了修改轮胎的构造函数,这种设计却需要修改整个上层所有类的构造函数!在软件工程中,这样的设计几乎是不可维护的——在实际工程项目中,有的类可能会是几千个类的底层,如果每次修改这个类,我们都要修改所有以它作为依赖的类,那软件的维护成本就太高了。

所以我们需要进行控制反转(IoC),及上层控制下层,而不是下层控制着上层。我们用依赖注入(Dependency
Injection)这种方式来实现控制反转。所谓依赖注入,就是把底层类作为参数传入上层类,实现上层类对下层类的“控制”。这里我们用构造方法传递的依赖注入方式重新写车类的定义:

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