談談對IOC及DI的理解與思考

一、前言

在實際的開發過程中，我們經常會遇到這樣的情況，在進行除錯分析問題的時候，經常需要記錄日誌資訊，這時可以採用輸出到控制檯。

因此，我們通常會定義一個日誌類，來實現輸出日誌。

定義一個生成驗證的邏輯處理方法，

    public class Logger
    {
        public void AddLogger()
        {
            Console.WriteLine("日誌新增成功！");
        }
    }

然後在控制檯中輸出結果。

        static void Main(string[] args)
        {
            Logger logger = new Logger();
            logger.AddLogger();

            Console.Read();
        }

看著實現的結果，我們以為完成任務了，當其實這才是剛剛開始。

二、開始

相信大家在開發中，都會遇到這種情況，有時需要控制檯輸出，但也有可能要你輸出到文字，資料庫或者遠端伺服器等等，這些都是有可能。因此最初採用直接輸出到控制檯已經不能滿足條件了，所以我們需要將上述程式碼進行重寫改造，實現不同的輸出方式。

2.1 第一種方式

2.1.1 控制檯方式

用到控制檯方式輸出的時候：

    /// <summary>
    /// 控制檯輸出
    /// </summary>
    public class ConsoleLogger
    {
       	public void AddLogger()
        {
            Console.WriteLine("控制檯輸出：日誌新增成功！");
        }
    }

定義一個獲取輸出日誌的處理邏輯類，因此我們需要定義ConsoleLogger類並初始化

    /// <summary>
    /// 定義一個輸出日誌的統一類
    /// </summary>
    public class LoggerServer
    {
         private readonly ConsoleLogger consoleLogger = new ConsoleLogger();//新增一個私有變數的物件 個私有變數的數字物件 
        public void AddLogger()
        {
            consoleLogger.AddLogger();
        }
    }

控制檯輸出結果：

    static void Main(string[] args)
    {
        LoggerServer loggerServer = new LoggerServer();
        loggerServer.AddLogger();

        Console.Read();
    }

控制檯輸出：日誌新增成功！

2.1.2 文字輸出

當用到文字輸出日誌的時候，我們再次定義一個生成文字日誌的方式

    /// <summary>
    /// 文字輸出
    /// </summary>
    public class FileLogger
    {
        public void AddLogger()
        {
            Console.WriteLine("文字輸出：日誌新增成功！");
        }
    }

然後再次定義一個獲取驗證的處理邏輯類，因此我們需要定義ImageVerification類並初始化

    /// <summary>
    /// 定義一個輸出日誌的統一類
    /// </summary>
    public class LoggerServer
    {
        private readonly FileLogger fileLogger = new FileLogger();//新增一個私有變數的物件 
        public void AddLogger()
        {
            fileLogger.AddLogger();
        }
    }

最後輸出結果：

文字輸出：日誌新增成功！

通過以上的方式，我們實現了不同方式輸出不同日誌方式，但是仔細觀察可以發現，這種方式不是一種良好的軟體設計方式。

所以可能有人會改成下面第二種方式，以介面來實現。

2.2 第二種方式

定義一個ILogger介面並宣告一個AddLogger方法

    public interface ILogger
    {
        void AddLogger();
    }

在控制檯輸出方式中ConsoleLogger類，實現ILogger介面

    /// <summary>
    /// 控制檯輸出
    /// </summary>
    public class ConsoleLogger : ILogger
    {
        public void AddLogger()
        {
            Console.WriteLine("控制檯輸出：日誌新增成功！");
        }
    }

在文字輸出日誌方式FileLogger類中，實現ILogger介面

    /// <summary>
    /// 文字輸出
    /// </summary>
    public class FileLogger : ILogger
    {
        public void AddLogger()
        {
            Console.WriteLine("文字輸出：日誌新增成功！");
        }
    }

定義一個統一的輸出日誌類LoggerServer類

/// <summary>
/// 定義一個獲取驗證的統一類
/// </summary>
public class VerificationServer
{
    private readonly ConsoleLogger consoleLogger = new ConsoleLogger();//新增一個私有變數的物件 
   //private readonly FileLogger fileLogger = new FileLogger();//新增一個私有變數的物件 
    public void AddLogger()
    {
       _logger.AddLogger();
    }
}

最後，控制檯呼叫輸出：

    static void Main(string[] args)
    {
        LoggerServer loggerServer = new LoggerServer();
        loggerServer.AddLogger();

        Console.Read();
    }

控制檯輸出：日誌新增成功！

雖然第二種方式中，採用了介面來實現，降低耦合，但還是沒有達到我們想要的效果，因此以上的兩種方式，都不是很好的軟體設計方式。

程式碼可擴充性比較差，以及元件之間存在高度耦合，違反了開放關閉原則，在設計的時候，也應當考慮對擴充套件開放，對修改關閉。

2.3 思考

既然要遵循開放關閉原則，那上面的寫法，選擇採用控制檯日誌輸出方式所需要的ConsoleLogger建立和依賴都是在統一的日誌類LoggerServer內部進行的，既然要使內部不直接存在繫結依賴，那有沒有什麼方式從外部傳遞的方式給LoggerServer類內部引用使用呢？

三、引入

3.1 依賴注入

依賴注入 : 它提供一種機制，將需要依賴物件的引用傳遞給被依賴物件。

下面我們先看看具體的幾種注入方式，再做小結說明。

3.1.1 建構函式注入

在LoggerServer類中，定義一個私有變數_logger, 然後通過建構函式的方式傳遞依賴

public class LoggerServer
{
    private ILogger _logger; //1. 定義私有變數
    //2.建構函式
    public LoggerServer(ILogger logger)
    {
        //3.注入 ，傳遞依賴
    	this._logger = logger; 
    }

    public void AddLogger()
    {
   		 _logger.AddLogger();
    }
}

通過控制檯程式呼叫，先在外部建立依賴物件，而後通過構造的方式注入依賴

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 建構函式注入
            // 注入控制檯輸出方式
            // 外部建立依賴的物件 -> ConsoleLogger
            ConsoleLogger console = new ConsoleLogger();
            // 通過建構函式注入 -> LoggerServer
            LoggerServer loggerServer1 = new LoggerServer(console);
            loggerServer1.AddLogger();


            // 注入 檔案輸出方式
            FileLogger file = new FileLogger();
            // 通過建構函式注入 -> LoggerServer
            LoggerServer loggerServer2 = new LoggerServer(file);
            loggerServer2.AddLogger();
            
            #endregion

            Console.Read();
        }

輸出:

控制檯輸出：日誌新增成功！

文字輸出：日誌新增成功！

顯然的發現，通過這種建構函式注入的方式，在外部定義依賴，降低內部的耦合度，同時也增加了擴充套件性，只需從外部修改依賴，就可以實現不同的驗證結果。

3.1.2 屬性注入

即通過定義一個屬性來傳遞依賴

    /// <summary>
    /// 定義一個輸出日誌的統一類
    /// </summary>
    public class LoggerServer
    {
        //1.定義一個屬性，可接收外部賦值依賴
        public ILogger _logger { get; set; }
        public void AddLogger()
        {
            _logger.AddLogger();
        }
    }

通過控制檯，定義不同的方式，通過不同依賴賦值，實現不同的驗證結果：

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 屬性注入
            // 注入 控制檯輸出方式

            //外部建立依賴的物件 -> ConsoleLogger
            ConsoleLogger console = new ConsoleLogger();
            LoggerServer loggerServer1 = new LoggerServer();
            //給內部的屬性賦值
            loggerServer1._logger = console;
            loggerServer1.AddLogger();

            // 注入 檔案輸出方式

            //外部建立依賴的物件 -> FileLogger
            FileLogger file = new FileLogger();
            LoggerServer loggerServer2 = new LoggerServer();
            //給內部的屬性賦值
            loggerServer2._logger = file;
            loggerServer2.AddLogger();

            #endregion

            Console.Read();
        }

輸出

控制檯輸出：日誌新增成功！

文字輸出：日誌新增成功！

3.1.3 介面注入

先定義一個介面，包含一個設定依賴的方法。

    public interface IDependent
    {
 		void SetDepend(ILogger logger);//設定依賴項
    }

這個與之前的注入方式不一樣，而是通過在類中繼承並實現這個介面。

    public class VerificationServer : IDependent
    {
 		private ILogger _logger;
        // 繼承介面，並實現依賴項方法，注入依賴
        public void SetDepend(ILogger logger)
        {
            _logger = logger;
        }
        public void AddLogger()
        {
            _logger.AddLogger();
        }
    }

通過呼叫，直接通過依賴項方法，傳遞依賴

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 介面注入
            // 注入 控制檯輸出方式
            //外部建立依賴的物件 -> ConsoleLogger
            ConsoleLogger console = new ConsoleLogger();
            LoggerServer loggerServer1 = new LoggerServer();
            //給內部賦值，通過介面的方式傳遞
            loggerServer1.SetDepend(console);
            loggerServer1.AddLogger();

            //注入  檔案輸出方式
            //外部建立依賴的物件 -> FileLogger
            FileLogger file = new FileLogger();
            LoggerServer loggerServer2 = new LoggerServer();
            //給內部賦值，通過介面的方式傳遞
            loggerServer2.SetDepend(file);
            loggerServer2.AddLogger();

            #endregion

            Console.Read();
        }

輸出

控制檯輸出：日誌新增成功！

文字輸出：日誌新增成功！

3.1.4 小結

依賴注入(DI—Dependency Injection)

它提供一種機制，將需要依賴物件的引用傳遞給被依賴物件通過DI，我們可以在LoggerServer類在外部ConsoleLogger物件的引用傳遞給LoggerServer類物件。 注入某個物件所需要的外部資源（包括物件、資源、常量資料）

依賴注入把物件的創造交給外部去管理,很好的解決了程式碼緊耦合的問題，是一種讓程式碼實現鬆耦合的機制。
鬆耦合讓程式碼更具靈活性，能更好地應對需求變動，以及方便單元測試。

3.2 IOC

控制反轉（Inversion of Control，縮寫為IoC），在物件導向程式設計中，是一種軟體設計模式，教我們如何設計出更優良，更具有鬆耦合的程式。

在上文的例子中，我們發現如果在獲取物件的過程中靠類內部主動建立依賴物件，則會導致程式碼直接高度耦合並且期存在難以維護這種隱患，所以為了避免這種問題，我們採用了由外部提供依賴物件，內部物件類被建立的時候，將其所依賴的物件引用傳遞給它，實現了依賴被注入到物件中去。

通俗的說明：

在類A中用到了類B的物件時候，一般情況下，需要在A的程式碼中顯式的new一個B的物件。這種方式都是通過我們自己主動建立出來的，建立合作物件的主動權在自己手上，自己需要哪個物件，就主動去建立，建立物件的主動權和建立時機是由自己把控的，而這樣就會使得物件間的耦合度高了，A物件需要使用物件B來共同完成一件事，A要使用B，那麼A就對B產生了依賴，也就是A和B之間存在一種耦合關係，並且是緊密耦合在一起。

public class A
{
private B b = new B();//主動的new一個B的物件。主動建立出來
public void Get()
{
B.Create();
}
}

採用依賴注入技術之後，A的程式碼只需要定義一個私有的B物件，不需要直接new來獲得這個物件，而是通過相關的容器控制程式來將B物件在外部new出來並注入到A類裡的引用中。現在建立物件而是有第三方控制建立，你要什麼物件，它就給你什麼物件，依賴關係就變了，原先的依賴關係就沒了，A和B之間耦合度也就減少了。

public class A
{
private B b;//外部new出來, 注入到引用中
public void Get()
{
B.Create();
}
}

3.3 關係

控制反轉（IoC） 是一種軟體設計的模式，指導我們設計出更優良，更具有鬆耦合的程式，

而具體的實現方式有依賴注入和依賴查詢。

在這一篇主要說的是常用的依賴注入方式。

你在實際開發中，可能還會聽到另一名詞叫 IoC容器，這其實是一個依賴注入的框架，

用來對映依賴，管理物件建立和生存週期。 (在後續篇章會具體說明)

四、思考

說到依賴，就想到依賴注入和工廠模式這兩者的區別？

這是網上有一個對比例子：

	工廠設計模式	依賴注入
物件建立	它用於建立物件。我們有單獨的Factory類，其中包含建立邏輯。	它負責建立和注入物件。
物件的狀態	它負責建立有狀態物件。	負責建立無狀態物件
執行時/編譯時間	在編譯時建立物件	在執行時配置物件
程式碼變更	如果業務需求發生變化，則可能會更改物件建立邏輯。	無需更改程式碼
機制	類依賴於工廠方法，而工廠方法又依賴於具體類	父物件和所有從屬物件可以在單個位置建立

好啦，這篇文章就先講述到這裡吧，在後續篇章中會對常用的IOC容器進行使用說明，希望對大家有所幫助。

如果有不對的或不理解的地方，希望大家可以多多指正，提出問題，一起討論,不斷學習,共同進步。?