作者 |?木小楠

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摘要

面向?qū)ο笤O計(OOD)有助于我們開發(fā)出高性能、易擴展以及易復用的程序。其中，OOD有一個重要的思想那就是依賴倒置原則(DIP)，并由此引申出IoC、DI以及Ioc容器等概念。本文我們將一起學習這些概念，并理清他們之間微妙的關系。在學習之前，大家可以把自己的理解發(fā)表在留言區(qū)，共同探討。

目錄

• 前言
• 依賴倒置原則(DIP)
• 控制反轉(zhuǎn)(IoC)
• 依賴注入(DI)
• IoC容器
• 總結(jié)

前言

對于大部分小菜來說，當聽到大牛們高談DIP、IoC、DI以及IoC容器等名詞時，有沒有瞬間石化的感覺？其實，這些“高大上”的名詞，理解起來也并不是那么的難，關鍵在于入門。只要我們?nèi)腴T了，然后循序漸進，假以時日，自然水到渠成。

好吧，我們先初略了解一下這些概念。

依賴倒置原則(DIP)：一種軟件架構(gòu)設計的原則(抽象概念)。

控制反轉(zhuǎn)(IoC)：一種反轉(zhuǎn)流、依賴和接口的方式(DIP的具體實現(xiàn)方式)。

依賴注入(DI)：IoC的一種實現(xiàn)方式，用來反轉(zhuǎn)依賴(IoC的具體實現(xiàn)方式)。

IoC容器：依賴注入的框架，用來映射依賴，管理對象創(chuàng)建和生存周期(DI框架)。

哦！也許你正為這些陌生的概念而傷透腦筋。不過沒關系，接下來我將為你一一道破這其中的玄機。

依賴倒置原則(DIP)

在講概念之前，我們先看生活中的一個例子。

相信大部分取過錢的朋友都深有感觸，只要有一張卡，隨便到哪一家銀行的ATM都能取錢。在這個場景中，ATM相當于高層模塊，而銀行卡相當于低層模塊。ATM定義了一個插口(接口)，供所有的銀行卡插入使用。也就是說，ATM不依賴于具體的哪種銀行卡。

它只需定義好銀行卡的規(guī)格參數(shù)(接口)，所有實現(xiàn)了這種規(guī)格參數(shù)的銀行卡都能在ATM上使用。現(xiàn)實生活如此，軟件開發(fā)更是如此。依賴倒置原則，它轉(zhuǎn)換了依賴，高層模塊不依賴于低層模塊的實現(xiàn)，而低層模塊依賴于高層模塊定義的接口。通俗的講，就是高層模塊定義接口，低層模塊負責實現(xiàn)。

Bob Martins對DIP的定義：?高層模塊不應依賴于低層模塊，兩者應該依賴于抽象。?抽象不不應該依賴于實現(xiàn)，實現(xiàn)應該依賴于抽象。

如果生活中的實例不足以說明依賴倒置原則的重要性，那下面我們將通過軟件開發(fā)的場景來理解為什么要使用依賴倒置原則。

場景一? 依賴無倒置(低層模塊定義接口，高層模塊負責實現(xiàn))

從上圖中，我們發(fā)現(xiàn)高層模塊的類依賴于低層模塊的接口。因此，低層模塊需要考慮到所有的接口。如果有新的低層模塊類出現(xiàn)時，高層模塊需要修改代碼，來實現(xiàn)新的低層模塊的接口。這樣，就破壞了開放封閉原則。

場景二 依賴倒置(高層模塊定義接口，低層模塊負責實現(xiàn))

在這個圖中，我們發(fā)現(xiàn)高層模塊定義了接口，將不再直接依賴于低層模塊，低層模塊負責實現(xiàn)高層模塊定義的接口。這樣，當有新的低層模塊實現(xiàn)時，不需要修改高層模塊的代碼。

由此，我們可以總結(jié)出使用DIP的優(yōu)點：

系統(tǒng)更柔韌：可以修改一部分代碼而不影響其他模塊。

系統(tǒng)更健壯：可以修改一部分代碼而不會讓系統(tǒng)崩潰。

系統(tǒng)更高效：組件松耦合，且可復用，提高開發(fā)效率。

控制反轉(zhuǎn)(IoC)

DIP是一種軟件設計原則，它僅僅告訴你兩個模塊之間應該如何依賴，但是它并沒有告訴如何做。IoC則是一種軟件設計模式，它告訴你應該如何做，來解除相互依賴模塊的耦合。控制反轉(zhuǎn)(IoC)，它為相互依賴的組件提供抽象，將依賴(低層模塊)對象的獲得交給第三方(系統(tǒng))來控制，即依賴對象不在被依賴模塊的類中直接通過new來獲取。

在圖1的例子我們可以看到，ATM它自身并沒有插入具體的銀行卡(工行卡、農(nóng)行卡等等)，而是將插卡工作交給人來控制，即我們來決定將插入什么樣的銀行卡來取錢。同樣我們也通過軟件開發(fā)過程中場景來加深理解。

軟件設計原則：原則為我們提供指南，它告訴我們什么是對的，什么是錯的。它不會告訴我們?nèi)绾谓鉀Q問題。它僅僅給出一些準則，以便我們可以設計好的軟件，避免不良的設計。一些常見的原則，比如DRY、OCP、DIP等。

軟件設計模式：模式是在軟件開發(fā)過程中總結(jié)得出的一些可重用的解決方案，它能解決一些實際的問題。一些常見的模式，比如工廠模式、單例模式等等。

做過電商網(wǎng)站的朋友都會面臨這樣一個問題：訂單入庫。假設系統(tǒng)設計初期，用的是SQL Server數(shù)據(jù)庫。通常我們會定義一個SqlServerDal類，用于數(shù)據(jù)庫的讀寫。

public class SqlServerDal{ public void Add() { Console.WriteLine("在數(shù)據(jù)庫中添加一條訂單!"); }}

然后我們定義一個Order類，負責訂單的邏輯處理。由于訂單要入庫，需要依賴于數(shù)據(jù)庫的操作。因此在Order類中，我們需要定義SqlServerDal類的變量并初始化。

public class Order{ private readonly SqlServerDal dal = new SqlServerDal();//添加一個私有變量保存數(shù)據(jù)庫操作的對象 public void Add() { dal.Add(); }}

最后，我們寫一個控制臺程序來檢驗成果。

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text; namespace DIPTest{ class Program { static void Main(string[] args) { Order order = new Order(); order.Add(); Console.Read(); } }}

?輸出結(jié)果：

OK，結(jié)果看起來挺不錯的！正當你沾沾自喜的時候，這時BOSS過來了。“小劉啊，剛客戶那邊打電話過來說數(shù)據(jù)庫要改成Access”，“對你來說，應當小CASE啦！”BOSS又補充道。帶著自豪而又糾結(jié)的情緒，我們思考著修改代碼的思路。

?由于換成了Access數(shù)據(jù)庫，SqlServerDal類肯定用不了了。因此，我們需要新定義一個AccessDal類，負責Access數(shù)據(jù)庫的操作。

public class AccessDal{ public void Add() { Console.WriteLine("在ACCESS數(shù)據(jù)庫中添加一條記錄！"); }}

?然后，再看Order類中的代碼。由于，Order類中直接引用了SqlServerDal類的對象。所以還需要修改引用，換成AccessDal對象。

public class Order{ private readonly AccessDal dal = new AccessDal();//添加一個私有變量保存數(shù)據(jù)庫操作的對象 public void Add() { dal.Add(); }}

輸出結(jié)果：

費了九牛二虎之力，程序終于跑起來了！試想一下，如果下次客戶要換成MySql數(shù)據(jù)庫，那我們是不是還得重新修改代碼？

顯然，這不是一個良好的設計，組件之間高度耦合，可擴展性較差，它違背了DIP原則。高層模塊Order類不應該依賴于低層模塊SqlServerDal，AccessDal，兩者應該依賴于抽象。那么我們是否可以通過IoC來優(yōu)化代碼呢？答案是肯定的。IoC有2種常見的實現(xiàn)方式：依賴注入和服務定位。其中，依賴注入使用最為廣泛。下面我們將深入理解依賴注入(DI)，并學會使用。

依賴注入(DI)

控制反轉(zhuǎn)(IoC)一種重要的方式，就是將依賴對象的創(chuàng)建和綁定轉(zhuǎn)移到被依賴對象類的外部來實現(xiàn)。在上述的實例中，Order類所依賴的對象SqlServerDal的創(chuàng)建和綁定是在Order類內(nèi)部進行的。事實證明，這種方法并不可取。既然，不能在Order類內(nèi)部直接綁定依賴關系，那么如何將SqlServerDal對象的引用傳遞給Order類使用呢？

依賴注入(DI)，它提供一種機制，將需要依賴(低層模塊)對象的引用傳遞給被依賴(高層模塊)對象。通過DI，我們可以在Order類的外部將SqlServerDal對象的引用傳遞給Order類對象。那么具體是如何實現(xiàn)呢？

方法一 構(gòu)造函數(shù)注入

構(gòu)造函數(shù)函數(shù)注入，毫無疑問通過構(gòu)造函數(shù)傳遞依賴。因此，構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)必然用來接收一個依賴對象。那么參數(shù)的類型是什么呢？具體依賴對象的類型？還是一個抽象類型？根據(jù)DIP原則，我們知道高層模塊不應該依賴于低層模塊，兩者應該依賴于抽象。那么構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)應該是一個抽象類型。我們再回到上面那個問題，如何將SqlServerDal對象的引用傳遞給Order類使用呢？

首選，我們需要定義SqlServerDal的抽象類型IDataAccess，并在IDataAccess接口中聲明一個Add方法。

public interface IDataAccess{ void Add();}

?然后在SqlServerDal類中，實現(xiàn)IDataAccess接口。

public class SqlServerDal:IDataAccess{ public void Add() { Console.WriteLine("在數(shù)據(jù)庫中添加一條訂單！"); }}接下來，我們還需要修改Order類。 public class Order { private IDataAccess _ida;//定義一個私有變量保存抽象 //構(gòu)造函數(shù)注入 public Order(IDataAccess ida) { _ida = ida;//傳遞依賴 } public void Add() { _ida.Add(); }}

?OK，我們再來編寫一個控制臺程序。

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text; namespace DIPTest{ class Program { static void Main(string[] args) { SqlServerDal dal = new SqlServerDal();//在外部創(chuàng)建依賴對象 Order order = new Order(dal);//通過構(gòu)造函數(shù)注入依賴 order.Add(); Console.Read(); } }}

?輸出結(jié)果：

從上面我們可以看出，我們將依賴對象SqlServerDal對象的創(chuàng)建和綁定轉(zhuǎn)移到Order類外部來實現(xiàn)，這樣就解除了SqlServerDal和Order類的耦合關系。當我們數(shù)據(jù)庫換成Access數(shù)據(jù)庫時，只需定義一個AccessDal類，然后外部重新綁定依賴，不需要修改Order類內(nèi)部代碼，則可實現(xiàn)Access數(shù)據(jù)庫的操作。

定義AccessDal類：

public class AccessDal:IDataAccess{ public void Add() { Console.WriteLine("在ACCESS數(shù)據(jù)庫中添加一條記錄！"); }}

然后在控制臺程序中重新綁定依賴關系：

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text; namespace DIPTest{ class Program { static void Main(string[] args) { AccessDal dal = new AccessDal();//在外部創(chuàng)建依賴對象 Order order = new Order(dal);//通過構(gòu)造函數(shù)注入依賴 order.Add(); Console.Read(); } }}

輸出結(jié)果：

顯然，我們不需要修改Order類的代碼，就完成了Access數(shù)據(jù)庫的移植，這無疑體現(xiàn)了IoC的精妙。

?方法二 屬性注入

顧名思義，屬性注入是通過屬性來傳遞依賴。因此，我們首先需要在依賴類Order中定義一個屬性：

public class Order{ private IDataAccess _ida;//定義一個私有變量保存抽象 //屬性，接受依賴 public IDataAccess Ida { set { _ida = value; } get { return _ida; } } public void Add() { _ida.Add(); }}

?然后在控制臺程序中，給屬性賦值，從而傳遞依賴：

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text; namespace DIPTest{ class Program { static void Main(string[] args) { AccessDal dal = new AccessDal();//在外部創(chuàng)建依賴對象 Order order = new Order(); order.Ida = dal;//給屬性賦值 order.Add(); Console.Read(); } }}

我們可以得到上述同樣的結(jié)果。

方法三 接口注入

相比構(gòu)造函數(shù)注入和屬性注入，接口注入顯得有些復雜，使用也不常見。具體思路是先定義一個接口，包含一個設置依賴的方法。然后依賴類，繼承并實現(xiàn)這個接口。

首先定義一個接口：?

public interface IDependent{ void SetDependence(IDataAccess ida);//設置依賴項}

依賴類實現(xiàn)這個接口：

public class Order : IDependent { private IDataAccess _ida;//定義一個私有變量保存抽象 //實現(xiàn)接口 public void SetDependence(IDataAccess ida) { _ida = ida; } public void Add() { _ida.Add(); } }

控制臺程序通過SetDependence方法傳遞依賴：

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text; namespace DIPTest{ class Program { static void Main(string[] args) { AccessDal dal = new AccessDal();//在外部創(chuàng)建依賴對象 Order order = new Order(); order.SetDependence(dal);//傳遞依賴 order.Add(); Console.Read(); } }}

我們同樣能得到上述的輸出結(jié)果。

IoC容器

前面所有的例子中，我們都是通過手動的方式來創(chuàng)建依賴對象，并將引用傳遞給被依賴模塊。比如：

SqlServerDal dal = new SqlServerDal();Order order = new Order(dal);

?對于大型項目來說，相互依賴的組件比較多。如果還用手動的方式，自己來創(chuàng)建和注入依賴的話，顯然效率很低，而且往往還會出現(xiàn)不可控的場面。正因如此，IoC容器誕生了。IoC容器實際上是一個DI框架，它能簡化我們的工作量。它包含以下幾個功能：

• 動態(tài)創(chuàng)建、注入依賴對象。

• 管理對象生命周期。

• 映射依賴關系。

目前，比較流行的Ioc容器有以下幾種：

1.Ninject:? http://www.ninject.org/

2.Castle Windsor: ?http://www.castleproject.org/container/index.html

3.Autofac:? http://code.google.com/p/autofac/

4.StructureMap：http://docs.structuremap.net/

5.Unity：? http://unity.codeplex.com/

6.MEF:? http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/dd460648.aspx?

7.Spring.NET：http://www.springframework.net/

8.LightInject:? http://www.lightinject.net/?(推薦使用Chrome瀏覽器訪問)

以Ninject為例，我們同樣來實現(xiàn)[方法一 構(gòu)造函數(shù)注入]的功能

首先在項目添加Ninject程序集，同時使用using指令引入。?

using Ninject;

然后，Ioc容器注冊綁定依賴：

StandardKernel kernel = new StandardKernel(); kernel.Bind().To();//注冊依賴

接下來，我們獲取需要的Order對象(注入了依賴對象)：

Order order = kernel.Get();

?下面，我們寫一個完整的控制臺程序

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using Ninject; namespace DIPTest{ class Program { static void Main(string[] args) { StandardKernel kernel = new StandardKernel();//創(chuàng)建Ioc容器 kernel.Bind().To();//注冊依賴 Order order = kernel.Get();//獲取目標對象 order.Add(); Console.Read(); } }}

?輸出結(jié)果：

使用IoC容器，我們同樣實現(xiàn)了該功能。

總結(jié)

在本文中，我試圖以最通俗的方式講解，希望能幫助大家理解這些概念。下面我們一起來總結(jié)一下：DIP是軟件設計的一種思想，IoC則是基于DIP衍生出的一種軟件設計模式。DI是IoC的具體實現(xiàn)方式之一，使用最為廣泛。IoC容器是DI構(gòu)造函注入的框架，它管理著依賴項的生命周期以及映射關系。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的简述控制反转ioc_讲一下你理解的 DI 、IoC、DIP ?的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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