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【美高梅游戏】任务对象

文章作者:高考工厂模拟器 上传时间:2019-11-01

从一个任务开始讲

某天,公司领导找到开发人员,说要开发一个微信支付宝的收款明细获取功能,我们把这个任务作为一个案例进行说明。

第一步:设计

案例精简:把任务指派给开发人员完成。本句话中,有两个名词:“任务”和“开发人员”,所以我们考虑设计两个对象(任务和开发人员)。

开发人员对象:

package DependencyInjectionDemo;

public class Javaer {
    private String name;

    public Javaer(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void WriteCode() {
        System.out.println(this.name + " writting java code...");
    }
}

【美高梅游戏】任务对象。任务对象:

package DependencyInjectionDemo;

public class NewTask {

    private String name;
    private Javaer javaer;

    public NewTask(String name) {
        this.name = name;
        this.javaer = new Javaer("张三");
    }

    public void Start() {
        System.out.println(this.name + " started ..");
        this.javaer.WriteCode();
    }
}

场景类:

package DependencyInjectionDemo;

public class DependencyInjectionDemo {

    public static void main(String[] args) {
        NewTask task = new NewTask("开发微信支付宝收款明细获取工具");
        task.Start();
    }
}

运行结果:

开发微信支付宝收款明细获取工具 started ..
张三 writting java code...

【美高梅游戏】任务对象。现在让我们来分析一下这个设计存在的问题。

  • 如果不追求复用和耦合,只是临时完成任务,这么写倒也无可厚非;
  • 如果再有别的任务指派给其他开发人员,我们需要去代码内部修改编码;
  • 如果有很仰慕你的同事需要复用你的实现,你不能打包成jar文件给他直接用,因为他不能从jar文件外部修改任务和开发人员;

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所以,我们应当让用户来指派开发人员,改进一下:

package DependencyInjectionDemo;

public class NewTask {

    private String name;
    private Javaer javaer;

    public NewTask(String name) {
        this.name = name;
        //this.javaer = new Javaer("张三"); 删了啦
    }

    public void SetJavaer(Javaer javaer) {
        this.Javaer = javaer;
    }

    public void Start() {
        System.out.println(this.name + " started ..");
        this.javaer.WriteCode();
    }
}

场景类也要做一下修改:

package DependencyInjectionDemo;

public class DependencyInjectionDemo {

    public static void main(String[] args) {
        NewTask task = new NewTask("开发微信支付宝收款明细获取工具");
        task.SetJavaer(new Javaer("张三")); //加入这句
        task.Start();
    }
}

输出和前面的Demo是一样的:

开发微信支付宝收款明细获取工具 started ..
张三 writting java code...

现在,我们知道了一个事实,完成任务需要依赖特定的开发人员(NewTask类依赖Javaer类),开始时,NewTask类在构造时绑定开发人员,现在这种依赖可以在使用时按需要进行绑定。
这就是依赖注入

【美高梅游戏】任务对象。在上面的案例中,我们是通过Setter进行注入的,另外一种常用的注入方式是通过构造方法进行注入:

    public NewTask(String name, Javaer javaer) {
        this.name = name;
        this.javaer = javaer; //构造方法中进行注入
    }

这里联想一下,任务执行期间,任务执行者(本例中是张三)生病了,那么就需要另外安排一名开发人员继续任务的执行,怎么办呢?这个时候应该考虑的是Javaer这个对象的稳定性,如果开发人员这个对象稳定性非常高,我们可以考虑在NewTask的构造方法中进行注入,因为开发人员这个对象非常稳定,不会出现中途换帅的情况,但事实并非如此,张三生病了,就得允许不中断任务的情况下,重新指派另一名开发人员继续进行开发,很显然,在这个场景中,我们应该使用Setter注入,不需要重新New一个NewTask(也就是任务重新开始),直接使用Setter更换开发人员即可。

这里还有一种注入方式是配置文件注入,这就要求注入的对象稳定性非常高,甚至高到大于服务的生命周期(比如数据库连接)。

第二步:需求挖掘

我们知道,一个开发团队往往是多种开发语言并存的,有些任务适合用Java来完成,有些适合用C#,还有些任务适合用Python,现在问题来了,这个NewTask类库的使用者发现:任务只能指派给Javaer。

所以为了更好的复用,我们的需求应该变成:任务既能指派给Javaer,也能指派给Pythoner和CSharper,以及其他任何以后可能加入的开发语言。

很自然的,我想到了使用接口:

package DependencyInjectionDemo;

public interface Coder {
    void WriteCode();
}

修改原来的Javaer,实现Coder接口:

package DependencyInjectionDemo;

public class Javaer implements Coder {
    private String name;

    public Javaer(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void WriteCode() {
        System.out.println(this.name + " writting java code...");
    }
}

Python开发人员实现Coder接口:

package DependencyInjectionDemo;

public class Pythoner implements Coder{
    private String name;
    public Pythoner(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void WriteCode() {
        System.out.println(this.name + " writting python code...");
    }
}

C# 开发人员实现Coder接口:

package DependencyInjectionDemo;

public class CSharper implements Coder {

    private String name;

    public CSharper(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void WriteCode() {
        System.out.println(this.name + " writting c# code...");
    }
}

修改任务类中的Javaer为Coder:

public class NewTask {

    private String name;
    private Coder coder;

    public NewTask(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void SetCoder(Coder coder) {
        this.coder= coder;
    }

    public void Start() {
        System.out.println(this.name + " started ..");
        this.coder.WriteCode();
    }
}

修改场景类:

package DependencyInjectionDemo;

public class DependencyInjectionDemo {

    public static void main(String[] args) {
        NewTask task = new NewTask("开发微信支付宝收款明细获取工具");
        task.SetCoder(new Javaer("张三"));
        // 都是Coder,允许注入
        // task.SetCoder(new Pythoner("李四"));
        // task.SetCoder(new CSharper("王五"));
        task.Start();
    }
}

现在,我们可以指派任务给pythoner,CSharper和Javaer了,加入以后加入了Ruby或者Go语言开发人员,类库的使用者只需要实现Coder接口,就可以把任务指派给新来的开发人员了,不需要修改NewTask代码,实现了低耦合和可扩展性。

在讲下面的内容之前,我们先来熟悉一个名词:控制反转,四个字,拆成两个词,一个是控制,一个是反转。结合上面的例子,我们的NewTask开始的时候依赖开发人员,其在内部主动创建了开发人员对象,后来我们发现这样造成了强依赖,于是就把NewTask的主动创建开发人员这个操作撤销了,修改成了在外部实现开发人员实例并传入到NewTask内部,NewTask现在只能被动的接收我们创建的开发人员对象,从主动到被动,控制实现了反转。

概念

控制反转是原则,依赖注入是方式。

除了依赖注入(Dependency Injection, 简称DI),还有另外一种方式是“依赖查找(Dependency Locate)”, 场景类需要服务类时,从一个获取点主动取得指定的服务类。这种方式变被动接收注入为主动获取,使得场景类在需要时主动获取服务类,如我们向一个统管全局的Factory传入一个字符串,Factory返回给我一个相应服务类的实例。

不过,不论使用简单工厂(Simple Factory)还是抽象工厂(Abstract Factory),都避免不了判断服务类类型或工厂类型,这样系统中总要有一个地方存在不符合OCP的if…else或switch…case结构,这种缺陷是Simple Factory和Abstract Factory以及依赖获取本身无法消除的,而在某些支持反射的语言中(如Java和C#),通过将反射机制的引入彻底解决了这个问题。

反射与依赖注入

上面的例子中,假设我们再增加一个语言的分支(如Go)而且使用了工厂模式(简单或抽象工厂),我们需要实现Coder接口,虽然符合开闭原则(对扩展开放,对修改关闭),但最终,我们还是要回到工厂方法内部,去增加一个swith或ifelse分支,以完善我们的判断,这就破坏了开闭原则。依赖注入本身是没有能力解决这个问题的,但语言本身的反射机制(Reflection)却能从根本上解决这个问题。

现在的问题是,最终我们找到的这个对象,还是需要通过“new”操作来实例化,那么,我们如何通过不修改代码的方式,“new”出一个新的实例呢?

来试着实现一下:

package DependencyInjectionDemo;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class DependencyInjectionDemo {

    private static String taskName; //任务
    private static String coderName; //语言
    private static String devName; //开发人员

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {

        /*现在我可以把这些写到配置文件中了*/
        taskName = "新任务名称";
        coderName = "Pythoner";
        devName = "小明";

        NewTask task = new NewTask(taskName);
        Coder coder = getCoder(coderName, devName);
        task.SetCoder(coder);

        /* 以前这么写 */
        // task.SetCoder(new Pythoner("李四"));
        // task.SetCoder(new CSharper("王五"));

        task.Start();
    }

    /**
     * 根据类名获取类实例
     * @param coderName
     * @param name
     * @return 类的实例对象
     * @throws ClassNotFoundException
     * @throws NoSuchMethodException
     * @throws IllegalAccessException
     * @throws InvocationTargetException
     * @throws InstantiationException
     */
    public static Coder getCoder(String coderName, String name) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        Constructor c = Class.forName("DependencyInjectionDemo."+coderName).getConstructor(String.class);
        Coder coder = (Coder)c.newInstance(new Object[] {name});
        return coder;
    }
}

输出:

新任务名称 started ..
小明 writting python code...

以上代码,实现了一个根据类名获取实例的getCoder方法,该方法有两个参数,一个是类名,另一个是Coder的构造参数name。在场景操作中,分别定义了任务名称,语言,开发人员三个变量,现在假设这些变量完全是从配置文件中读取的,那么,当我们以后增加新的语言,增加新的开发人员时,只需要新增加一个Coder接口的实现,然后修改配置文件即可。真正实现了OCP原则。怎么样?是不是感觉自己很牛逼?

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以下为摘录内容,来源:依赖注入那些事儿

IoC Container

说到依赖注入的话,就不能不提到IoC Container(IoC容器),那么到底什么是IoC容器?我们还是先来看看它的出现背景。

我们知道,软件开发领域有句著名的论断:不要重复发明轮子!因为软件开发讲求复用,所以,对于应用频繁的需求,总是有人设计各种通用框架和类库以减轻人们的开发负担。例如,数据持久化是非常频繁的需求,于是各种ORM框架应运而生;再如,对MVC的需求催生了Struts等一批用来实现MVC的框架。

随着面向对象分析与设计的发展和成熟,OOA&D被越来越广泛应用于各种项目中,然而,我们知道,用OO就不可能不用多态性,用多态性就不可能不用依赖注入,所以,依赖注入变成了非常频繁的需求,而如果全部手工完成,不但负担太重,而且还容易出错。再加上反射机制的发明,于是,自然有人开始设计开发各种用于依赖注入的专用框架。这些专门用于实现依赖注入功能的组件或框架,就是IoC Container。

从这点看,IoC Container的出现有其历史必然性。目前,最著名的IoC也许就是Java平台上的Spring框架的IoC组件,而.NET平台上也有Spring.NET和Unity等。

IoC Container 的分类

前面曾经讨论了三种依赖注入方式,但是,想通过方式对IoC Container进行分类很困难,因为现在IoC Container都设计很完善,几乎支持所有依赖注入方式。不过,根据不同框架的特性和惯用法,还是可以讲IoC Container分为两个大类。

  • 重量级IoC Container
    所谓重量级IoC Container,是指一般用外部配置文件(一般是XML)作为依赖源,并托管整个系统各个类的实例化的IoC Container。这种IoC Container,一般是承接了整个系统几乎所有多态性的依赖注入工作,并承接了所有服务类的实例化工作,而且这些实例化依赖于一个外部配置文件,这种IoC Container,很像通过一个文件,定义整个系统多态结构,视野宏大,想要很好驾驭这种IoC Container,需要一定的架构设计能力和丰富的实践经验。

    Spring和Spring.NET是重量级IoC Container的例子。一般来说,这种IoC Container稳定性有余而活性不足,适合进行低活多态性的依赖注入。

  • 轻量级IoC Container

    还有一种IoC Container,一般不依赖外部配置文件,而主要使用传参的Setter或Construtor注入,这种IoC Container叫做轻量级IoC Container。这种框架很灵活,使用方便,但往往不稳定,而且依赖点都是程序中的字符串参数,所以,不适合需要大规模替换和相对稳定的低活多态性,而对于高活多态性,有很好的效果。

    Unity是一个典型的轻量级IoC Container。

参考文献

依赖注入那些事儿
轻松理解 Java开发中的依赖注入(DI)和控制反转(IOC)

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