浅析控制反转

轻松学,浅析依赖倒置(DIP)、控制反转(IOC)和依赖注入(DI) 写这篇文章的原因是这两天在编写关于 Dagger2 主题的博文时,花了大量的精力来解释依赖注入这个概念。后来想一下,这些在面向对象开发过程中与依赖相关的诸多术语和概念实际情况下非常的抽象,因此独立成文也有就一定的意义,旨在帮助初学者快速地对这些概念有一个大致的印象,然后通过一些实例来领悟它们之中的内在奥秘。 什么是依赖(Dependency)?依赖是一种关系,通俗来讲就是一种需要。 程序员需要电 阅读详情

介绍

控制反转 (Inversion of control) 并不是一项新的技术,是 Martin Fowler 教授提出的一种软件设计模式。那到底什么被反转了?获得依赖对象的过程被反转了。控制反转 (下文统一简称为 IoC) 把传统模式中需要自己通过 new 实例化构造函数,或者通过工厂模式实例化的任务交给容器。通俗的来理解,就是本来当需要某个类(构造函数)的某个方法时,自己需要主动实例化变为被动,不需要再考虑如何实例化其他依赖的类,只需要依赖注入 (Dependency Injection, 下文统一简称为 DI), DI 是 IoC 的一种实现方式。所谓依赖注入就是由 IoC 容器在运行期间,动态地将某种依赖关系注入到对象之中。所以 IoC 和 DI 是从不同的角度的描述的同一件事情,就是通过引入 IoC 容器,利用依赖注入的方式,实现对象之间的解耦。

那反转控制这种设计模式到底给前端带来了什么价值?这里先给出答案:

提升开发效率
提高模块化
便于单元测试

为什么我们需要它?

先给出一个例子,传统模式下当我们创建汽车 (Car) 这个类的时候,我们需要依赖轮子,发动机。

import { Engine } from 'path/to/engine';
import { Tires } from 'path/to/tires';


class Car {
  private engine;
  private tires;

  constructor() {
    this.engine = new Engine();
    this.tires = Tires.getInstance();
  }
}

在 Car 这个类的构造器中我们装备了这个类中需用到的依赖项,这有什么问题呢?正如你所见,构造器不仅需要把依赖赋值到当前类内部属性上还需要把依赖实例化。比如 Engine 是通过 new 实例化的, 而 Tires 是通过工厂模式创建的。这样的高度耦合的依赖关系大大增加了单元测试难度和后期维护的成本。必然会出现牵一发而动全身的情形。而且在依赖 hard-code 写死在代码中并不符合 SOLID 开发原则中的 “开闭原则”。试想一个程序中,我们有超多种类的 Car,他们都依赖同一个依赖 Engine,但是有一天我想把所有的 Engine 换成 V8Engine 我该怎么做?全局搜索 Engine 修改为 V8Engine,想想都有点麻烦。
在这里插入图片描述

然后我们尝试一下 IoC 的版本。

import { Engine } from 'path/to/engine';
import { Tires } from 'path/to/tires';
import { Container } from 'path/to/container';

const container = new Container();
container.bind('engine', Engine);
container.bind('tires', Tires);

class Car {
  private engine;
  private tires;

  constructor() {
    this.engine = container.get('engine');
    this.tires = container.get('tires');
  }
}

现在引擎和轮胎的创建不再直接依赖它们的构造函数,而是通过 IoC 容器 (container) 来创建,使得 Car 类 和 Engine,Tires 没有了强耦合关系。代码中不再依赖于具体,而是依赖于 container 抽象容器,即要针对接口编程,不针对实现编程。过去思维中想要什么依赖,需要自己去 “拉” 改为抽象容器主动 “推” 给你,你只管使用实体就可以了。这是依赖倒转 (DIP) 的一种表现形式。

所有车装有引擎

因为汽车不直接依赖引擎,所以现在我想把所有引擎换成 V8 引擎,只需要把 IoC 容器中的引擎替换掉就可以了。

所有车装有 V8 引擎

原理

首先让我们实现一个最简单的容器来管理依赖,这里省略了大量类型定义,类型判断和异常处理,并不适用于生产环境。

class Container {
  private constructorPool;

  constructor() {
    this.constructorPool = new Map();
  }

  register(name, constructor) {
    this.constructorPool.set(name, constructor);
  }

  get(name) {
    const target = this.constructorPool.get(name);
    return new target();
  }
  
}

container.register('myClass', DemoClass);
const classInstance = container.get('myClass');

constructorPool 是存放所有依赖的集合, 这是最简单的对象池,池中存储着构造函数和唯一标识符的集合。当调用 get 方法时,根据唯一标识符从对象池中拿到构造函数并返回实例,这只考虑了在注册时如参是构造函数,并且每次 get 的时候都返回新的实例。当我们需要在全局使用单一实例,并且在不同的地方拿到同一个实例,就需要在注册 (register) 的时候添加配置区分是单例模式还是工厂模式。

class Container {
  private constructorPool;

  constructor() {
    this.constructorPool = new Map();
  }

  register(name, definition, dependencies) {
    this.constructorPool.set(name, {
      definition: definition,
      dependencies: dependencies
    });
  }

  get(name) {
    const targetConstructor = this.constructorPool.get(name);
    if (this._isClass(targetConstructor.definition)) {
      return this._createInstance(targetConstructor);
    } else {
      return targetConstructor.definition;
    }
  }
  
  // 递归拿到类的所有依赖集合
  _getResolvedDependencies(target) {
    let classDependencies = [];
    if (target.dependencies) {
      classDependencies = target.dependencies.map(dependency => {
        return this.get(dependency);
      });
    }
    return classDependencies;
  }

  _createInstance(target) {
    return new target.definition(...this._getResolvedDependencies(service));
  }

  // 判断是否为构造函数
  _isClass(definition) {
    return Object.prototype.toString.call(definition) === "[object Function]";
  }
}

而且依赖容器中需要维护一套自己的生命周期去满足连接数据库等需求,这里建议大家读一下 midway 团队出品的 injection ,这里有更完整的解决方案。

可测性

接下来我们用实际开发的例子看一下 IoC 是如何提高代码的可测性。

这里还是使用汽车的例子。

import { Engine } from 'engine/path';
import { Tires } from 'tires/path';

class Car {
  private engine;
  private tires;

  constructor() {
    this.engine = new Engine();
    this.tires = Tires.getInstance();
  }

  async run() {
    const engineStatus = await this.engine.check();
    const tiresStatus = await this.tires.check();

    if (engineStatus && tiresStatus) {
      return console.log('car running.');
    }
    return console.log('car broken');
  }
}

当我们实例化 Car 之后,执行 run 的时候,我们会调用 engine 和 tires 依赖里的方法,这个方法有可能会有外部依赖,比如从数据库中读数据,或者一次 http 请求。

export class Engine {
  private health = true;
  async check() {
    const result1 = await http.get('demo'); //check 1
    const result2 = await db.find({         //check 2
      id: 'demoId'
    });                                     
    const result3 = this.health;            //check 3

    return result1 && result2 && result3;
  }
}

当生产环境下我们执行 check,我们期望 3 个 check 都是 true 才让引擎发动,但是在测试阶段,我们只想执行 check3,忽略 check1 和 check2,这在传统开发模式下是很难做的,因为在 Car 构造函数中,已经写死了 Engine 的创建。想在测试阶段提供一个永远保持健康状态的引擎只能通过实例化时判断环境变量,赋值不同的实例,或者修改构造函数。

实例化时判断环境。

class Car {
  private engine;
  public running = false;

  constructor() {
    if (process.env === 'test') {
      this.engine = new TestEngine();
    } else {
      this.engine = new Engine();
    }
  }

  async run() {
    const engineStatus = await this.engine.check();

    return this.running = engineStatus;
}
公用类判断环境。

export class Engine {
  private health = true;
  async check() {
    if (process.env === 'test') {
      // test check
    } else {
      // normal check
    }
  }
}

这两种方式都不是优雅的解决方案,这种脏代码不应该在项目中出现。为了单元测试而需要判断执行环境的代码不应该写在具体实现上,而是应该放在公共的地方统一处理。

借由 IoC 容器,我们的业务代码不需要为单元测试作出修改,只需要在测试的时候,把测试的实例注册到 IoC 的容器中就可以了。

class Car {
  private engine;
  public running = false;

  constructor() {
    this.engine = container.get('engine');
  }

  async run() {
    const engineStatus = await this.engine.check();

    if (engineStatus) {
      return this.running = true;
    }
    return this.running = false;
  }
}

通过 IoC 我们可以优雅的处理测试环境下,业务代码中需要的依赖实体。因为当测试开始时,我们可以通过配置创建符合预期的类放到对象池中,业务代码中只需要直接使用就可以了。

以下给出一段对于 Car 的测试代码。

// car.spec.js
const Car = require('./car');

describe('Car', function () {
  it('#car.run', async function () {
    // 注册测试用依赖
    container.register('engine', MockEngine);

    const car = new Car();

    await car.run()

    expect(car.running).to.eql(true);
  });
});

社区最佳实践

在前端领域,反转控制可能被提及的比较少 (Angular 2 发布之前),但是在服务端领域, IoC 有很多实现,比如 Java 的 Spring 框架,PHP 的 Laravel 等等。Angular 的出现让我对前端工程化有了新的见解,Angular 把依赖注入作为应用设计模式,在框架的高度管理所有依赖和帮助开发者获取依赖,Angular 官方自己维护了一套自己的 DI 框架。

想揭开 DI 的神秘面纱需要了解两个东西。

首先是 @Injectable。这是 JavaScript 装饰器 (Decorators) 语法特性,装饰器语法已经进入 TC39 提案 Stage 2,但是还没正式进入 ECMA 语法标准。这个特发特性是使类可被注入的关键。开发者可以使用注解的方式自定义类的行为,方法,和运行时的属性。在 Angular 中使用 @Injectable 注解向 IoC 容器注册。angular/packages/core/src/di/ 在这个命名空间下 Angular 组织了 DI 的逻辑。框架提供了一套解决方案跟踪被注解的所有依赖,当你需要时提供正确的实例。

然后是 reflect-metadata。这个包提供了读取和修改类的源数据的能力,是帮助 Angular 判断被注入方所需实例类型的关键点。当使用这个包时,必须设置在 tsconfig.json 中开启 emitDecoratorMetadata: true 。

通过这两位的帮助,TypeScript 便可在编译时拿到被注解类的原数据,而且这些原属组是在运行时可用的。

总结

因篇幅原因,这里只是简单介绍 IoC 的使用,控制反转设计模式的优点是显而易见的,它有益于编写单元测试。因为依赖的实例化交给了容器,所以减少了实例化模版代码。让程序更易于扩展。去除代码之间的直接依赖关系,降低了耦合度。控制反转离不开依赖注入,现阶段社区中解决方案是通过 reflect-metadata 和装饰器来进行注入。

Zemax实战:20×超高清变焦镜头设计全流程解析(从架构到制造) 本文详细解析了使用Zemax软件设计一款20倍变焦比、恒定F2.8光圈8K超高清镜头的全流程。从应对恒定光圈、宽光谱与8K解析力三大挑战的初始架构规划,到构建多重组态模型、分七阶段进行像差优化与公差分析,最终跨越制造鸿沟,为广播级影视与高精度工业检测应用提供了实战指南。 阅读详情

相关推荐

【AAAI2025】【小目标检测】FBRT-YOLO:更快速、更优的实时航拍图像检测方法

FBRT-YOLO是一种新型实时航拍图像检测方法,针对小目标检测的精度与效率平衡问题提出创新解决方案。该方法通过两个轻量级模块显著提升性能:特征互补映射模块(FCM)将浅层空间位置信息深度整合至网络深层,缓解信息失衡;多核感知单元(MKP)采用多尺度卷积增强多目标感知能力。实验表明,在VisDrone、UAVDT和AI-TOD数据集上,FBRT-YOLO在检测精度和速度方面均优于现有实时检测器,特别适用于资源受限的飞行设备。该模型通过精简网络结构,在保持高性能的同时降低了计算负担,为航拍实时检测提供了高效解

weixin_44184852的博客 2900

浅谈控制反转(IoC)

Inversion of Control 什么是控制反转? 控制反转是指程序的流程控制权相对于传统的面向过程编程而言发生了反转。下面是维基百科的描述 In software engineering, inversion of control (IoC) is a programming principle. IoC inverts the flow of control as compared to traditional control flow. 看到这里大家可能会觉得云里雾里的…控制反转(Inve

米碎师兄 1万+

电机控制框架选型指南:从TI MotorWare到ST MC SDK,5种架构优缺点对比

本文深入对比了TI MotorWare、ST MC SDK、AUTOSAR、FPGA+ARM及集成方案等五种主流电机控制软件框架的架构特点、实时性、开发效率与硬件兼容性。通过工业伺服和消费电子的实战案例分析,为工程师提供了清晰的选型逻辑与决策清单,旨在帮助规避技术债务,选择最适合项目需求的电机控制框架。

rnn9storyteller的博客 1172

什么是控制反转(Inversion of Control)

控制反转/Ioc = = 数清楚回调接口soooooort()中o的个数。除此之外,IoC没有任何其他含义。 在阅读[1.2.4抛弃DIP]、[1.3.3什么是好莱坞法则]、[2.2模板方法模式]和[3.2.3什么是依赖注入]时,回头看看本节。

yqj2065的博客 1万+

基于ESP32-S3的电子吧唧DIY:蓝牙传图、触摸交互与动态显示全解析

本文详细解析了如何利用ESP32-S3芯片DIY一个功能丰富的电子吧唧(智能徽章)。项目核心实现了通过蓝牙低功耗(BLE)接收手机小程序发送的图片,并存储至文件系统,最终在带触摸功能的TFT屏幕上进行动态显示与交互。教程涵盖了从硬件选型、软件开发环境搭建,到蓝牙通信、图片处理与触摸功能实现的完整步骤,并分享了实用的调试技巧,适合创客和嵌入式爱好者动手实践。

weixin_42510243的博客 672

Unity URP项目里Post Processing死活没效果?别急,这5个坑我帮你踩过了

本文详细解析了Unity URP项目中Post Processing效果不显示的5个常见问题及解决方案,包括管线配置、Volume设置、摄像机选项、Layer冲突和Shader兼容性。通过专业排查步骤和实用代码片段,帮助开发者快速定位并修复后处理效果失效问题,提升项目开发效率。

weixin_28693309的博客 233

新手入门------控制反转(IOC)和依赖注入(DI)

本文通过小案例来实现了IOC和DI(基于xml配置文件和基于注解),同时简单介绍了set注入,构造器注入,自动注入三种注入方式。

yxr5555的博客 4081

【系统架构设计师-2023年真题】综合知识-答案及详解

要实现多任务间的协同工作,操作系统必须提供任务间的通信手段。嵌入式操作系统一般都会提供多任务间通信的方法,其中()是任务间最直接、最明显的通信方法,也是访问共享的数据结构,即不同的任务都可以访问同一地址空间。()作为一种更高级的通信方式,能够在同一处理器的各个任务间传递任意长度(理论上只受物理内存和机器字长限制)的信息。(1)A. 共享内存 B. Socket C. 消息传递 D. 信号量(2)A. 共享内存 B. Socket C. 消息传递 D. 信号量【答案】A、C关于星型拓扑结构,下列说法正确的是(

数据知道的博客 1万+

IOC(控制反转)

4.1.什么是Bean:Spring容器中的核心组件在Spring框架中,Bean是由Spring IOC容器管理的对象,代表应用程序中的组件。Bean可以是任何Java对象,比如服务类、数据访问层类或其他业务逻辑类。Spring容器通过读取配置或注解,管理这些Bean的生命周期,包括创建、配置、依赖注入和销毁。Bean是Spring应用程序的基本构建块,Spring容器通过依赖注入来管理这些对象的依赖关系,从而实现松耦合设计。4.2.配置Bean的多种方式。

m0_73837751的博客 6531

SolidWorks软件二次开发:使用C#进行SolidWorks二次开发

SolidWorks 提供的 API(应用程序编程接口)允许开发者使用多种编程语言(如 C#、VB.NET 等)来控制和扩展 SolidWorks 的功能。API 架构基于 COM(组件对象模型),这意味着开发者可以通过引用 SolidWorks 的类型库来访问其对象模型。SolidWorks 的对象模型包括了从文档、零件、装配体到特征、草图等所有 SolidWorks 中可操作的对象。

kkchenjj的博客 3213

【脑电信号】脑电信号EEG形态学滤波处理【含Matlab源码 4023期】

脑电信号EEG形态学滤波处理 完整的代码,包运行;运行操作视频见优快云资源!适合小白!

订阅付费专栏Matlab(奶茶价版),可赠送奶茶价版付费专栏指定代码1份; 823

控制反转(IOC)

控制反转(IOC)

weixin_58473601的博客 3667

【银河麒麟V10】【桌面】【服务器】系统启动问题

1、如果之前运行好好的,重启后系统报错,一般80%是因为fstab的问题,回想下之前有没有添加过外接存储,修改过/etc/fstab,如果是的话一般是因为存储异常(比如网络存储无法连接,本地存储路径变化)导致系统开机自检失败,导致无法正常启动; 处理方式:进入单用户(单用户进入的几种方式上面有专门文章介绍),修改/etc/fstab,将新增的内容暂时注释掉,然后重启系统,能正常进入系统后再分析失败原因。 ...

桂安俊@KylinOS 3万+

浅析Spring——控制反转IoC

目录1. IoC理论推导2. 什么是IoC?3. 引入DI4. IoC容器5. 注入对象的四种方法1、基于接口2、基于setter3、基于构造函数4、基于注解6. 两种IoC实现方式1、依赖查找2、依赖注入7. 总结 1. IoC理论推导 IoC:Inversion of Control(控制反转) 接下来我们以一个示例,讲述Ioc的本质 程序结构图: dao:数据访问层 service:服务层,用来调用dao层 1、编写UserDao接口 package dao; public interf

欢迎来到 Baret-H 的博客 1998

IDEA的使用指南

IDEA基于java的使用手册,可以最快速的上手,在使用中不断的丰富自己的使用技巧.

RU DOS版、EFI版32bit/64bit BIOS常用工具

DOS版、EFI版的RU工具,可用来查看IO、MEM、PCI、SMBIOS等资源。亲测在EFI SHELL下可用。

浅析IoC控制反转的原理

控制反转这个词可能是目前框架设计中提到最流行的词了,象SmallTalk、c++、java等都采用了这些原理进行实现。其中我们所熟知和常用的Spring Framework的核心亦不例外。其实早在2004年Martin Fowler就提出了“哪些方面的控制被反转了?”这个问题。他总结出是依赖对象的获得被反转了。这个做何理解呢?我们知道目前的许多稍复杂的应用基本都是由两个或多个类通过彼此合作来实现具

zhaozheng7758的专栏 4897

计算机控制技术及应用

《计算机控制技术及应用》通过总结作者的科研成果和吸收国内外的先进理论、方法和技术,以计算机控制系统的网络化、开放化、智能化和集成化发展趋势为主线索,主要介绍计算机控制系统的基本概念和计算机控制系统的典型形式,计算机控制系统的数学描述与基本分析方法,以及数字PID控制器、最少拍控制系统、达林算法、状态变量设计法等设计方法及其各种改进算法。重点突出计算机控制系统输入输出通道接口的设计方法和典型控制系统的设计案例与实现方法等。

IOC控制反转浅析

1.控制反转(Inversion of Control)与依赖注入(Dependency Injection)         控制反转即IoC (Inversion of Control),它把传统上由程序代码直接操控的对象的调用权交给容器,通过容器来实现对象组件的装配和管理。所谓的“控制反转”概念就是对组件对象控制权的转移,从程序代码本身转移到了外部容器。         IoC是一个很大的概念

笑口常开 722

廖雪峰Python教程[完整版]

廖雪峰的python教程整理的,已经排好版了,而且还是完整的,适合小白

java spring 控制反转,浅析Spring IOC(控制反转)

浅析Spring IOC(控制反转)一、BeanFactory轻量级三种访问ApplicationContext.xml方式:1、Resource resource = new ClassPathResource(“application.xml”);BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(resource);HelloWorld hello = fact...

weixin_39903571的博客 148

ioc控制反转_浅析IOC与DI

IoC,直观地讲,就是容器控制程序之间的关系,而非传统实现中,由程序代码直接操控。这也就是所谓“控制反转”的概念所在。控制权由应用代码中转到了外部容器,控制权的转移是所谓反转。IoC还有另外一个名字——“依赖注入(Dependency Injection)”。从名字上理解,所谓依赖注入,即组件之间的依赖关系由容器在运行期决定,形象地说,即由容器动态地将某种依赖关系注入到组件之中。采用了引用[1]中...

weixin_39689347的博客 82

浅析控制反转和依赖注入

 控制反转(IOC)和依赖注入(DI) 在普通的编码中,如果一个类A依赖于另一个类B,那么为了实现相应功能,则需要使用new关键字,在这个A类中new类B的一个实例对象出来,这就导致了,类B的生命周期完全由类A来进行控制,并且带来较高的耦合度,如果A的功能需要改动,那么必须修改B的业务逻辑 ,假如A类还被其他类所依赖,那么可能会带来打地鼠一样的问题。为了使得代码间的耦合度降低,则将类的控制权转移...

浪舟子的博客 300

spring IOC(控制反转)浅析

简单的来说,spring是一个轻量级的开源的控制反转(IOC)和面向切面(AOP)的容器框架。主要是为了解决企业应用程序开发中的复杂性而创建的。它的主要优势之一就是其分层架构,分层架构允许您选择使用哪一个组件,同时为 J2EE 应用程序开发提供集成的框架(struts、hibernate等)。Spring由 7 个定义良好的模块组成,Spring 模块构建在核心容器之上(就是我们所说的IOC容器)

1022

laravel 浅析依赖倒转、控制反转、IoC 容器、依赖注入

今天看到 浅析依赖倒转、控制反转、IoC 容器、依赖注入 这篇文件,让自己初步了解这些概念。记录一下这篇 重写仿照 laravel 的 IOC 容器和依赖注入 的代码 <?php class Boos{ //领导依赖员工 private $staff; //老板只需要告诉外部我需要什么样的人就好了,其它什么都不管,具体什么样的人交给外部处理。 //用构造方法方式实现依赖注入 public function __construct(Standard $staf

qq_38375394的博客 252

Spring框架控制反转IOC功能与设计原理浅析(一)

Spring控制反转原理浅析 IOC 依赖注入

Wang_Ruixiang的博客 343

浅析Spring IOC(控制反转)

一、BeanFactory轻量级 三种访问ApplicationContext.xml方式: 1、Resource resource = new ClassPathResource(“application.xml”); BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(resource); HelloWorld hello = facto

路漫漫,水迢迢 958

Spring的控制反转(IoC)和面向切面编程(AOP)的概念浅析。

转自:http://baike.baidu.com/link?url=BhIdxXwp9Xs7PjzebLL8sisJrgh0MiLUB2clkgpf-rpyexxlKTOXDDCxmX1MYe4qenJ9sfcLUw9gQWZJj9oMw_ 控制反转——Spring通过一种称作控制反转(IoC)的技术促进了松耦合。当应用了IoC,一个对象依赖的其它对象会通过被动的方式传递进来,而不是这

看不过的黑工坊 1万+

学习总结与分享-spring篇之IOC(控制反转)浅析

概述 IOC 的作用: 解耦、单例缓存、Bean生命周期管理、父子容器 IOC 工作要经历2个过程: 启动预加载BeanDefination、实例化对象且缓存单例,传统BeanFactory的实现类是懒加载(loadClass时再实例化bean),而web容器实现是预加载(启动和实例化一起进行)。但是BeanDefination都是预加载的。 IOC的作用 1、解耦: 实现了类与类依赖关系的解耦,...

VolcanoWec的博客 337
上一篇: 算法笔记-lc-面试题 17.09. 第 k 个数(中等)
下一篇: 算法笔记-lc-752. 打开转盘锁(中等)
Hell_potato777
博客等级 码龄6年 47粉丝 106原创
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付:10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值