3.5 依赖反转原则
3.5.1 控制反转(IOC)
- Inversion Of Control,缩写为 IOC
public abstract class TestCase {
public void run() {
if (doTest()) {
System.out.println("Test succeed.");
} else {
System.out.println("Test failed.");
}
}
public abstract boolean doTest();
}
public class JunitApplication {
private static final List<TestCase> testCases = new ArrayList<>();
public static void register(TestCase testCase) {
testCases.add(testCase);
}
public static final void main(String[] args) {
for (TestCase case: testCases) {
case.run();
}
}
把这个简化版本的测试框架引入到工程中之后,只需要在框架预留的扩展点,也就是 TestCase 类中的 doTest() 抽象函数中,填充具体的测试代码就可以实现之前的功能了,完全不需要写负责执行流程的 main() 函数了。 具体的代码如下所示:
public class UserServiceTest extends TestCase {
@Override
public boolean doTest() {
// ...
}
}
// 注册操作还可以通过配置的方式来实现,不需要程序员显示调用register()
JunitApplication.register(new UserServiceTest();
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这就是典型的通过框架来实现“控制反转”的例子:框架提供了一个可扩展的代码骨架,用来组装对象、管理整个执行流程。程序员利用框架进行开发的时候,只需要往预留的扩展点上,添加跟自己业务相关的代码,就可以利用框架来驱动整个程序流程的执行。
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“控制”指的是对程序执行流程的控制,而“反转”指的是在没有使用框架之前,程序员自己控制整个程序的执行。在使用框架之后,整个程序的执行流程可以通过框架来控制。流程的控制权从程序员“反转”到了框架。
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控制反转并不是一种具体的实现技巧,而是一个比较笼统的设计思想,一般用来指导框架层面的设计。
3.5.2 依赖注入(DI)
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Dependency Injection,缩写为 DI
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跟控制反转恰恰相反,它是一种具体的编码技巧
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一句话来概括:不通过 new() 的方式在类内部创建依赖类对象,而是将依赖的类对象在外部创建好之后,通过构造函数、函数参数等方式传递(或注入)给类使用。
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例子:Notification 类负责消息推送,依赖 MessageSender 类实现推送商品促销、验证码等消息给用户。分别用依赖注入和非依赖注入两种方式来实现一下。具体的实现代码如下所示:
// 非依赖注入实现方式 public class Notification { private MessageSender messageSender; public Notification() { this.messageSender = new MessageSender(); //此处有点像hardcode } public void sendMessage(String cellphone, String message) { //...省略校验逻辑等... this.messageSender.send(cellphone, message); } } public class MessageSender { public void send(String cellphone, String message) { //.... } } // 使用Notification Notification notification = new Notification(); // 依赖注入的实现方式 public class Notification { private MessageSender messageSender; // 通过构造函数将messageSender传递进来 public Notification(MessageSender messageSender) { this.messageSender = messageSender; } public void sendMessage(String cellphone, String message) { //...省略校验逻辑等... this.messageSender.send(cellphone, message); } } //使用Notification MessageSender messageSender = new MessageSender(); Notification notification = new Notification(messageSender);
优化:
public class Notification { private MessageSender messageSender; public Notification(MessageSender messageSender) { this.messageSender = messageSender; } public void sendMessage(String cellphone, String message) { this.messageSender.send(cellphone, message); } } public interface MessageSender { void send(String cellphone, String message); } // 短信发送类 public class SmsSender implements MessageSender { @Override public void send(String cellphone, String message) { //.... } } // 站内信发送类 public class InboxSender implements MessageSender { @Override public void send(String cellphone, String message) { //.... } } //使用Notification MessageSender messageSender = new SmsSender(); Notification notification = new Notification(messageSender);
以上,通过依赖注入的方式来将依赖的类对象传递进来,可以灵活地替换依赖的类,提高了代码的扩展性。
3.5.3 依赖注入框架(DI Framework)
- 依赖注入框架有很多,比如 Google Guice、Java Spring、Pico Container、Butterfly Container 等。
- 只需要通过依赖注入框架提供的扩展点,简单配置一下所有需要创建的类对象、类与类之间的依赖关系,就可以实现由框架来自动创建对象、管理对象的生命周期、依赖注入等原本需要程序员来做的事情。
3.5.4 依赖反转原则(DIP)
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Dependency Inversion Principle,缩写为 DIP
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高层模块(high-level modules)不要依赖低层模块(low-level)。高层模块和低层模块应该通过抽象(abstractions)来互相依赖。
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抽象(abstractions)不要依赖具体实现细节(details),具体实现细节(details)依赖抽象(abstractions)。
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高层模块和低层模块的划分,简单来说就是,在调用链上,调用者属于高层,被调用者属于低层。
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实例:Tomcat 是运行 Java Web 应用程序的容器。我们编写的 Web 应用程序代码只需要部署在 Tomcat 容器下,便可以被 Tomcat 容器调用执行。按照之前的划分原则,Tomcat 就是高层模块,我们编写的 Web 应用程序代码就是低层模块。Tomcat 和应用程序代码之间并没有直接的依赖关系,两者都依赖同一个“抽象”,也就是 Servlet 规范。Servlet 规范不依赖具体的 Tomcat 容器和应用程序的实现细节,而 Tomcat 容器和应用程序依赖 Servlet 规范。
3.5.5 评论
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SmallFly:
依赖倒置原则概念是高层次模块不依赖于低层次模块。看似在要求高层次模块,实际上是在规范低层次模块的设计。
低层次模块提供的接口要足够的抽象、通用,在设计时需要考虑高层次模块的使用种类和场景。
明明是高层次模块要使用低层次模块,对低层次模块有依赖性。现在反而低层次模块需要根据高层次模块来设计,出现了「倒置」的显现。
这样设计好处有两点:
- 低层次模块更加通用,适用性更广
- 高层次模块没有依赖低层次模块的具体实现,方便低层次模块的替换