【设计模式之美】【建造型】工厂模式实战：如何设计一个DI框架；梳理流程，通过面向接口解耦对象创建

设计模式小思考：
梳理清楚业务逻辑之后，比如主流程是什么，流程中第一步、第二步…等每一步都封装到方法、某些步骤需要根据业务有不同的实现，这时使用面向接口编程来解耦对象实现。

通过本文的学习你能够了解DI容器的设计思路，并通过学习它的抽象逻辑，进一步了解面向接口的编程思路

一. 工厂模式和 DI 容器有何区别？

设计思想

实际上，DI 容器底层最基本的设计思路就是基于工厂模式的。DI 容器相当于一个大的工厂类，负责在程序启动的时候，根据配置（要创建哪些类对象，每个类对象的创建需要依赖哪些其他类对象）事先创建好对象。当应用程序需要使用某个类对象的时候，直接从容器中获取即可。正是因为它持有一堆对象，所以这个框架才被称为“容器”。

对象规模

DI 容器相对于我们上节课讲的工厂模式的例子来说，它处理的是更大的对象创建工程。上节课讲的工厂模式中，一个工厂类只负责某个类对象或者某一组相关类对象（继承自同一抽象类或者接口的子类）的创建，而 DI 容器负责的是整个应用中所有类对象的创建。

负责的工作

除此之外，DI 容器负责的事情要比单纯的工厂模式要多。比如，它还包括配置的解析、对象生命周期的管理。接下来，我们就详细讲讲，一个简单的 DI 容器应该包含哪些核心功能。

 

二. DI 容器的核心功能有哪些？

总结一下，一个简单的 DI 容器的核心功能一般有三个：配置解析、对象创建和对象生命周期管理。

1. 配置解析：解耦对象创建

作为一个通用的框架来说，框架代码跟应用代码应该是高度解耦的，DI 容器事先并不知道应用会创建哪些对象，不可能把某个应用要创建的对象写死在框架代码中。

我们可以将需要由 DI 容器来创建的类对象和创建类对象的必要信息（使用哪个构造函数以及对应的构造函数参数都是什么等等），放到配置文件中。容器读取配置文件，根据配置文件提供的信息来创建对象。

下面是一个典型的 Spring 容器的配置文件。
Spring 容器读取这个配置文件，解析出要创建的两个对象：rateLimiter 和 redisCounter，并且得到两者的依赖关系：rateLimiter 依赖 redisCounter。

public class RateLimiter {
   
   
  private RedisCounter redisCounter;
  public RateLimiter(RedisCounter redisCounter) {
   
   
    this.redisCounter = redisCounter;
  }
  public void test() {
   
   
    System.out.println("Hello World!");
  }
  //...
}

public class RedisCounter {
   
   
  private String ipAddress;
  private int port;
  public RedisCounter(String ipAddress, int port) {
   
   
    this.ipAddress = ipAddress;
    this.port = port;
  }
  //...
}

配置文件beans.xml：
<beans>
   <bean id="rateLimiter" class="com.xzg.RateLimiter">
      <constructor-arg ref="redisCounter"/>
   </bean>
 
   <bean id="redisCounter" class="com.xzg.redisCounter">
     <constructor-arg type="String" value="127.0.0.1">
     <constructor-arg type="int" value=1234>
   </bean>
</beans>

 

2. 对象创建

1. 对于对象创建，我们提供一个工厂类，将所有对象的创建都放到这一个工厂类中，比如 BeansFactory。

2. 代码线性膨胀问题：如果要创建的对象非常多，我们可以使用反射机制，在程序运行的过程中，动态的加载类、创建对象，不需要在代码中写死要创建哪些对象。所以，不管是创建一个对象还是十个对象，BeansFactory
   工厂类代码都是一样的。

 

3. 对象的生命周期管理

生命周期大致我们可以做如下事情：

1. 根据scope来确定每次返回新的对象还是事先建立好的（单例）对象。 scope=prototype 表示返回新创建的对象，scope=singleton 表示返回单例对象。

2. 配置对象是否支持懒加载。如果 lazy-init=true，对象在真正被使用到的时候才被被创建。

3. 创建后和销毁前。我们还可以配置对象的 init-method 和 destroy-method 方法，比如 init-method=loadProperties()，destroy-method=updateConfigFile()。

• DI 容器在创建好对象之后，会主动调用 init-method 属性指定的方法来初始化对象。
• 在对象被最终销毁之前，DI 容器会主动调用 destroy-method 属性指定的方法来做一些清理工作，比如释放数据库连接池、关闭文件。

 

三. 如何实现一个简单的 DI 容器？

核心逻辑只需要包括这样两个部分：配置文件解析、根据配置文件通过“反射”语法来创建对象。

1. 最小原型设计：流程梳理

配置文件beans.xml
<beans>
   <bean id="rateLimiter" class="com.xzg.RateLimiter">
      <constructor-arg ref="redisCounter"/>
   </bean>
 
   <bean id="redisCounter" class="com.xzg.redisCounter" scope="singleton" lazy-init="true">
     <constructor-arg type="String" value="127.0.0.1">
     <constructor-arg type="int" value=1234