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什么是依注入？ ?

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赖？

对于 Java 后端开发来说，依赖注入是绕不开的一环，不管是面试中还是日常开发中，基

本上都会碰到，希望大家通过这篇内容把依赖注入牢牢地掌握。

这里是读者的 github 地址：https://github.com/dingtingli/

—-我们开始

当我们编写 Web 后端代码的时候，会用到这样的代码：

class A {

private IB _b;

public A(IB b){

_b = b;

}

public void MethodA(){

_b.MethodB();

}

}

如果你跟我第一次的感觉相同，可能也会存在这样的困惑：

在 Class A 中没有任何地方 new Class B 的实例，但是运行的时候，MethodA 中的变量 _b 已

经是 Class B 的一个实例了，为什么会这样？

今天我们就带着疑问，了解一下依赖注入的来龙去脉。

文章从依赖注入的历史出发，分为三个部分：

1. 依赖倒置原则

2. 控制反转

3. 依赖注入

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依赖注入发展历史

1.依赖倒置原则

依赖倒置原则（DIP Dependency Inversion Principle）

在没有依赖注入的情况下，如果 Class A 调用了 Class B 的方法，这就意味着 Class A 依赖

于 Class B。换句话说，在编译时 Class A 将取决于 Class B。

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直接依赖的编译情况

代码可以这么编写：

class A {

private B b；

public A(){

b = new B();

}

public void MethodA(){

b.MethodB();

}

}

在 90 年代的时候，代码差不多都是这么写的。这样的代码有什么问题吗？

为了准确地回答这个问题，让我们回到 1995 年。“Bob 大叔”（Robert C. Martin）当年提

出了——依赖倒置原则。

这个原则有以下两个定义：

1. 高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。

2. 抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。

上面的代码很明显不符合这个原则。那么怎样才算能符合这个原则？

依赖倒置原则示例

我们来看看 “Bob 大叔” 在他的著作《敏捷软件开发，原则、模式与实践 C# 版》中的一个

示例，来深入理解这个原则的具体含义。

假设有一个控制电水壶（Kettle）温度调节器的软件，该软件可以从一个 I/O 通道中读取

当前的温度，并通过向另一个 I/O 通道发送指令来操作电水壶打开或者关闭。

调节器软件将电水壶的温度控制在一个范围（最低温度 和 最高温度之间）。当温度低于

最低温度（minTemp）时，就发送指令打开（Turn On）电水壶。当温度高于最高温度

（maxTemp）时，就发送指令关闭（Turn Off）电水壶。

根据上述需求，代码可以这样写：

整个函数的高层意图非常清晰，但是实现的代码中包括了许多底层的细节，in 和 out 函数

都是系统底层函数。

如果其他类型的加热器（Heater）也有同样的调节温度需求，这段代码会因为包括了电水

壶的底层细节无法被重用。

如何修改这段代码让它可以重用？这时候就可以使用依赖倒置原则。

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使用依赖倒置的调节器函数

在图中，可以看到 Regulate 调节器函数接受了两个接口参数：IThermometer 接口可以读

取（Read）温度；IHeater 接口可以打开（TurnOn）或者关闭（TurnOff）加热器。

接口的定义和 Regulate 调节器函数都属于高层模块，函数只需要知道着这两个接口，跟

具体加热器的实现细节无关。

所有的加热器只需实现这两个接口就可以，这些接口的实现属于底层模块。

这就是依赖关系倒置，高层的 Regulate 调节器函数，不再依赖任何加热器的底层细节，

函数本身有了很好的可用性。

最终 Regulate 调节器函数可以写成下面这样：

使用依赖倒置原则优化代码

依赖倒置原则，不仅解释了为什么之前代码的写法不好，而且提出了解决方案。

让我们再次回到之前的例子中：

代码 1 直接依赖：

之前已经提到，在这段代码中 Class A 依赖于 Class B。如果 Class A 是高层模块，如何让

Class A 不依赖于 Class B？

根据依赖倒置原则，我们可以让 Class A 依赖于 Class B 的抽象 IB。

代码 2 依赖倒置：

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依赖倒置的编译情况

此时，Class A 和 Class B 的依赖关系反转了。

Class A 和接口 IB 属于高层模块，Class B 作为接口 IB 的实现属于底层模块。

但是想要调用 Class A 中的 MethodA，应用程序仍然需要先 new 一个 Class B 的实例。

这样的调用关系，在编译时 Class A 依赖于抽象 IB；在运行时，实例 a 仍然直接调用了实

例 b，所以应用程序需要事先准备好 Class B 的实例 b。

这跟我们说的依赖注入有什么关系？让我们带着这个疑问，先进入下一个概念——控制反

转 (IoC Inversion of Control)。

2. 控制反转

控制反转 (IoC Inversion of Control)

直接依赖和依赖倒置运行时的情况

我们回过头来，再看看之前的两段代码。

代码 1 直

接

依赖

：

第一段代码使用了直接依赖的方式，Class A 依赖于 Class B。编 译 时 依 赖 关 系 顺 着 运 行 时 执 行 的 方 向 流 动

的。

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直接依赖编译和运行时的情况

代码 2 依赖倒置：

第二段代码使用了依赖倒置原则，使得代码在编译阶段的依赖关系发生了反转。Class A 在编译时可以调用 Class B 的抽

象 IB 上的方法。而在运行时，Class A 的实例仍然直接调用 Class B 的实例。

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依赖倒置编译和运行时的情况

在代码的运行阶段，这两段代码的执行流程是一致的。

因为，在传统的面向对象程序中，执行的代码（主函数）需要先实例化对象、再调用方法，这样代码才能继续执行。

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直接依赖 VS 依赖倒置

控制反转介绍

我们回过头来，看看文章最开始使用的代码示例。

代码 3 控制反转：

代码 3 控制反转和代码 2 依赖倒置的结构很类似，所以，很明显代码 3 控制反转也是符合

依赖倒置原则的。

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依赖倒置 VS 控制反转

但这两段代码的使用还是不一样，在使用代码 3 控制反转的项目中，开发人员不需要编写

任何实例化 Class B 的代码。

为什么会这样？这时就必须引入控制反转 （IoC Inversion of Control）概念了。

控制反转的概念

控制反转的主要思想是：有一个独立的框架，它可以获得接口 IB 合适的实现类 Class B， 并 主 动 创 建 这 个 类 的 实 例

Class A 类的一个字段 **_b****。**

如下图所示：

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控制反转的运行时的情况

此时，程序执行的控制流程（先实例化对象、再调用方法），就从应用程序本身转移到了 IoC 框架中。也就是说，程序的主要控制者发生了反转，从应用程序

变成了 IoC 框架。

从上面的介绍可以看出，框架的一个重要特征是：用户为框架定义的方法，经常会从框架

本

身

，而

不是

从

用户

的应

用

程序

代码

中

调用

。

这种控制权的倒置有时被称为好莱坞原则：“不要调用我们，我们会调用你（Don’t call me; I’ll call you.）”。

在协调和安排应用活动的顺序方面，框架往往扮演着主程序的角色。这种控制的倒置使得

框架有能力作为可扩展的骨架。

控制反转的示例

带着上面的理论，我们再来看看 代码 3 控制反转中的代码片段：

代码中，为框架定义的方法——构造函数 public A(IB b) ，会被框架调用而不是应用程序

本身调用。

这就是为什么我们在项目中看不到任何调用这个构造函数的原因。

控制反转框架在运行时调用了 Class A 的构造函数，发现参数需要 IB 接口，就找到了接口

IB 合适的实现类 Class B，然后创建了 Class B 的实例，最后赋值给构造函数的参数。在这

里，程序执行的控制流程完全发生了转变，从应用程序转移到了控制反转框架中。

控制反转的发展也经历了很长时间的迭代：

从 1983 年，Richard E. Sweet 提出好莱坞原则开始；到 1998 年，随着 Java Apache 服务

器框架的提出，Stefano Mazzocchi 将控制反转作为框架的主要驱动设计原则之一，普及

了这个概念；最后，在 2003 年，Spring、PicoContainer 等框架纷纷实现了控制反转。最

终才有了文章最开始展示的那种类型的代码。

3. 依赖注入

依赖注入（DI Dependency Injection）

说了半天，我们还没有提及文章标题中的名词——依赖注入。

2004 年，Martin Fowler 在他的文章《控制反转容器&依赖注入模式》首次提出了依赖注

入这个名词。

文章中指出，控制反转这个词太宽泛，并不能很好地解释这个框架的具体实现。作者和 IoC 爱好者们商讨出了一个新的名称：依赖注入（DI Dependency Injection）。

这个名词很形象地解释了控制反转在运行时发生了什么。比如我们之前的代码 3 中，在运

行时，构造函数 public A(IB b) 需要接口 IB 的一个实例，此时框架就像是给函数打针一

样，注入了 Class B 的实例。

下面这幅漫画生动地展现了用户的使用感受。

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依赖注入漫画

打 个 比 方 ， 包 饺 子 的 时 候 我 们 不 需 要 确 定 具 体 是 什 么 馅 ， 只 管 包 就 行 了 ， 在 吃 饺 子 的 时 候 ， 我 说 想 吃 韭

馅。

4. 历史演变过程

从上面的描述中我们可以看到，依赖倒置原则是一个软件设计原则，而使用了控制反转的

代码都符合这一原则。

控制反转框架，将程序执行的控制流程从应用程序转移到了框架中。最终使用的感觉就

是，开发者在代码中所依赖的对象，会在运行的时候直接注入到相应的方法中去，所以就

有了一个新名词——依赖注入。

整个技术的演变历程如下：

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依赖注入发展历史

我们现在明白了依赖倒置设计原则和控制反转框架的功能，你不觉得控制反转框架很神

奇？