手寫IOC容器-探究IOC的本質(zhì)原理

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66套java從入門到精通實(shí)戰(zhàn)課程分享

? 作者?|??hello-*-world

來源 |? cnblogs.com/HTLucky/p/13379900.html

IOC（控制翻轉(zhuǎn)）是程序設(shè)計(jì)的一種思想，其本質(zhì)就是上端對(duì)象不能直接依賴于下端對(duì)象，要是依賴的話就要通過抽象來依賴。這是什么意思呢？意思就是上端對(duì)象如BLL層中，需要調(diào)用下端對(duì)象的DAL層時(shí)不能直接調(diào)用DAl的具體實(shí)現(xiàn)，而是通過抽象的方式來進(jìn)行調(diào)用。這樣做是有一定的道理的。有這么一個(gè)場(chǎng)景，你們的項(xiàng)目本來是用Sqlserver來進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問的，那么就會(huì)有一個(gè)SqlserverDal對(duì)象。BLL層調(diào)用的時(shí)候通過new SqlserverDal()，直接創(chuàng)建一個(gè)SqlserverDal對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，現(xiàn)在項(xiàng)目又要改為Mysql數(shù)據(jù)庫，用MysqlDal進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問。這時(shí)候就麻煩了，你的BLL層將new SqlserverDal()全部改為new MysqlDal()。同理BLL層也是這個(gè)道理。這么做，從程序的架構(gòu)而言是相當(dāng)不合理的，我只是想將SqlserverDal替換為MysqlDal。按道理說我只要添加MysqlDal對(duì)象就可以了。可現(xiàn)在的做法是還要將BLL中的new SqlserverDal()全部改一遍。這未免有點(diǎn)得不償失了。這時(shí)IOC就排上用場(chǎng)了，IOC的核心理念就是上端對(duì)象通過抽象來依賴下端對(duì)象，那么我們?cè)贐LL中，不能直接通過new SqlserverDal()來創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，而是通過結(jié)構(gòu)來聲明（抽象的形式來進(jìn)行依賴），當(dāng)我們替換MysqlDal時(shí)我們只需讓MysqlDal也繼承這個(gè)接口，那么我們BLL層的邏輯就不用動(dòng)了。那么現(xiàn)在又有一個(gè)問題，對(duì)象我們可以用接口來接收，所有子類出現(xiàn)的地方都可以用父類來替代，這沒毛病。但對(duì)象的創(chuàng)建還是要知道具體的類型，還是通過之前的new SqlserverDal()這種方式創(chuàng)建對(duì)象。肯定是不合理的，這里我們還是依賴于細(xì)節(jié)。

那我們需要怎么處理呢？這時(shí)候IOC容器就該上場(chǎng)了，IOC容器可以理解為一個(gè)第三方的類，專門為我們創(chuàng)建對(duì)象用的，它不需要關(guān)注具體的業(yè)務(wù)邏輯，也不關(guān)注具體的細(xì)節(jié)。你只需將你需要的創(chuàng)建的對(duì)象類型傳給它，它就能幫我們完成對(duì)象的創(chuàng)建。常見的IOC容器有Autofac,Unity

接觸.net core的小伙伴可能對(duì)容器很熟悉，.net core中將IOC容器內(nèi)置了。創(chuàng)建對(duì)象需要先進(jìn)行注冊(cè)

public?void?ConfigureServices(IServiceCollection services)
????????{
????????????services.AddTransient();
????????????services.AddTransient();

????????}

從上面的示例我們可以看到.net core中是通過ServiceCollection容器幫我們完成對(duì)象的創(chuàng)建，我們只需將接口的類型和要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象的類型傳進(jìn)去，它就能幫我們完成對(duì)象的創(chuàng)建。那么它的原理是啥呢，我們能不能創(chuàng)建自已的容器來幫我們完成對(duì)象的創(chuàng)建呢，讓我們帶著疑惑繼續(xù)往下走

一.容器雛形

這里我們先不考慮那么多，我們先寫一個(gè)容器，幫我們完成對(duì)象的創(chuàng)建工作。

public??class?HTContainer : IHTContainer
????{
????????//創(chuàng)建一個(gè)Dictionary數(shù)據(jù)類型的對(duì)象用來存儲(chǔ)注冊(cè)的對(duì)象
????????private?Dictionary<string, Type> TypeDictionary = new?Dictionary<string, Type>();
????????//注冊(cè)方法，用接口的FullName為key值，value為要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象的類型
????????public?void?RegisterType()
????????{
????????????this.TypeDictionary.Add(typeof(IT).FullName, typeof(T));
????????}

????????//創(chuàng)建對(duì)象通過傳遞的類型進(jìn)行匹配
????????public?IT Resolve()
????????{
????????????string?key = typeof(IT).FullName;
????????????Type type?= this.TypeDictionary[key]; //獲取要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象的類型
????????????//這里先不考慮有參構(gòu)造函數(shù)的問題，后面會(huì)逐一的解決這些問題
????????????return??(IT)Activator.CreateInstance(type); //通過反射完成對(duì)象的創(chuàng)建，這里我們先不考慮參數(shù)問題
????????????
????????}
????}

簡單調(diào)用

//實(shí)例化容器對(duì)象
????????????IHTContainer container = new?HTContainer();
????????????//注冊(cè)對(duì)象
????????????container.RegisterType();
????????????//通過容器完成對(duì)象的創(chuàng)建，不體現(xiàn)細(xì)節(jié)，用抽象完成對(duì)象的創(chuàng)建
????????????IDatabase dal = container.Resolve();
????????????dal.Connection("con");

通過上邊的一頓操作，我們做了什么事呢？我們完成了一個(gè)大的飛躍，通常創(chuàng)建對(duì)象我們是直接new一個(gè)，現(xiàn)在我們是通過一個(gè)第三方的容器為我們創(chuàng)建對(duì)象，并且我們不用依賴于細(xì)節(jié)，通過接口的類型完成對(duì)象的創(chuàng)建，當(dāng)我們要將SqlserverDal替換為MysqlDal時(shí)，我們只需要在注冊(cè)的時(shí)候?qū)qlserverDal替換為MysqlDal即可

?二.升級(jí)改造容器（解決參數(shù)問題）

上面我們將傳統(tǒng)對(duì)象創(chuàng)建的方式，改為使用第三方容器來幫我們完成對(duì)象的創(chuàng)建。但這個(gè)容器考慮的還不是那么的全面，例如有參構(gòu)造的問題，以及對(duì)象的依賴問題我們還沒有考慮到，接下來我們繼續(xù)完善這個(gè)容器，這里我們先不考慮多個(gè)構(gòu)造函數(shù)的問題。這里先解決只有一個(gè)構(gòu)造函數(shù)場(chǎng)景的參數(shù)問題

1.構(gòu)造函數(shù)只有一個(gè)參數(shù)的情況

//創(chuàng)建對(duì)象通過傳遞的類型進(jìn)行匹配
????????public?IT Resolve()
????????{
????????????string?key = typeof(IT).FullName;
????????????Type type?= this.TypeDictionary[key]; //獲取要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象的類型
????????????var?ctor = type.GetConstructors()[0]; //這里先考慮只有一個(gè)構(gòu)造函數(shù)的場(chǎng)景
???????????
????????????//一個(gè)參數(shù)的形式
????????????var?paraList = ctor.GetParameters();
????????????var?para = paraList[0];
????????????Type paraInterfaceType = para.ParameterType;
????????????Type paraType = this.TypeDictionary[paraInterfaceType.FullName]; //還是要先獲取依賴對(duì)象的類型
????????????object oPara = Activator.CreateInstance(paraType); //創(chuàng)建參數(shù)中所依賴的對(duì)象
????????????return?(IT)Activator.CreateInstance(type,oPara); //創(chuàng)建對(duì)象并傳遞所依賴的對(duì)象
????????}

2.構(gòu)造函數(shù)多參數(shù)的情況

上面我們解決了構(gòu)造函數(shù)只有一個(gè)參數(shù)的問題，我們是通過構(gòu)造函數(shù)的類型創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，并將這個(gè)對(duì)象作為參數(shù)傳遞到要實(shí)例化的對(duì)象中。那么多參數(shù)我們就需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)參數(shù)的對(duì)象傳遞到要實(shí)例的對(duì)象中

//創(chuàng)建對(duì)象通過傳遞的類型進(jìn)行匹配
????????public?IT Resolve()
????????{
????????????string?key = typeof(IT).FullName;
????????????Type type = this.TypeDictionary[key]; //獲取要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象的類型
????????????var?ctor = type.GetConstructors()[0]; //這里先考慮只有一個(gè)構(gòu)造函數(shù)的場(chǎng)景
???????????
????????????//多個(gè)參數(shù)的形式
????????????List<object> paraList = new?List<object>(); //聲明一個(gè)list來存儲(chǔ)參數(shù)類型的對(duì)象
????????????foreach?(var?para in?ctor.GetParameters())
????????????{
????????????????Type paraInterfaceType = para.ParameterType;
????????????????Type paraType = this.TypeDictionary[paraInterfaceType.FullName];
????????????????object?oPara = Activator.CreateInstance(paraType);
????????????????paraList.Add(oPara);
????????????}

????????????return?(IT)Activator.CreateInstance(type, paraList.ToArray()); //創(chuàng)建對(duì)象并傳遞所依賴的對(duì)象數(shù)組
????????}

?3.解決對(duì)象的循環(huán)依賴問題

通過上面的兩步操作，我們已經(jīng)能對(duì)構(gòu)造函數(shù)中的參數(shù)初始化對(duì)象并傳遞到要實(shí)例的對(duì)象中，但這只是一個(gè)層級(jí)的。我們剛才做的只是解決了這么一個(gè)問題，假設(shè)我們要?jiǎng)?chuàng)建A對(duì)象，A對(duì)象依賴于B對(duì)象。我們做的就是創(chuàng)建了B對(duì)象作為參數(shù)傳遞給A并創(chuàng)建A對(duì)象，這只是一個(gè)層級(jí)的。當(dāng)B對(duì)象又依賴于C對(duì)象，C對(duì)象又依賴于D對(duì)象，這么一直循環(huán)下去。這樣的場(chǎng)景我們?cè)撛趺唇鉀Q呢？下面我們將通過遞歸的方式來解決這一問題

//創(chuàng)建對(duì)象通過傳遞的類型進(jìn)行匹配
????????public?IT Resolve()
????????{
????????????return?(IT)this.ResolveObject(typeof(IT));
????????}

????????//通過遞歸的方式創(chuàng)建多層級(jí)的對(duì)象
????????private?object?ResolveObject(Type abstractType)
????????{
????????????string?key = abstractType.FullName;
????????????Type type = this.TypeDictionary[key]; //獲取要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象的類型
????????????var?ctor = type.GetConstructors()[0];
????????????//多個(gè)參數(shù)的形式
????????????List<object> paraList = new?List<object>();
????????????foreach?(var?para in?ctor.GetParameters())
????????????{
????????????????Type paraInterfaceType = para.ParameterType;
????????????????Type paraType = this.TypeDictionary[paraInterfaceType.FullName];
????????????????object?oPara = ResolveObject(paraInterfaceType); //自已調(diào)用自己，實(shí)現(xiàn)遞歸操作，完成各個(gè)層級(jí)對(duì)象的創(chuàng)建
????????????????paraList.Add(oPara);
????????????}

????????????return?(object)Activator.CreateInstance(type, paraList.ToArray());

????????}

三.繼續(xù)升級(jí)（考慮多個(gè)構(gòu)造函數(shù)的問題）

上面我們只是考慮了只有一個(gè)構(gòu)造函數(shù)的問題，那初始化的對(duì)象有多個(gè)構(gòu)造函數(shù)我們?cè)撊绾翁幚砟兀覀兛梢韵馎utofac那樣選擇一個(gè)參數(shù)最多的構(gòu)造函數(shù)，也可以像ServiceCollection那樣選擇一個(gè)參數(shù)的超集來進(jìn)行構(gòu)造，當(dāng)然我們也可以聲明一個(gè)特性，那個(gè)構(gòu)造函數(shù)中標(biāo)記了這個(gè)特性，我們就采用那個(gè)構(gòu)造函數(shù)。

//通過遞歸的方式創(chuàng)建多層級(jí)的對(duì)象
????????private?object ResolveObject(Type abstractType)
????????{
????????????string?key = abstractType.FullName;
????????????Type type?= this.TypeDictionary[key]; //獲取要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象的類型
????????????var?ctorArray = type.GetConstructors(); //獲取對(duì)象的所有構(gòu)造函數(shù)
????????????ConstructorInfo ctor = null;
????????????//判斷構(gòu)造函數(shù)中是否標(biāo)記了HTAttribute這個(gè)特性
????????????if?(ctorArray.Count(c?=>?c.IsDefined(typeof(HTAttribute), true)) > 0)
????????????{
????????????????//若標(biāo)記了HTAttribute特性，默認(rèn)就采用這個(gè)構(gòu)造函數(shù)
????????????????ctor = ctorArray.FirstOrDefault(c?=>?c.IsDefined(typeof(HTAttribute), true));
????????????}
????????????else
????????????{
????????????????//若都沒有標(biāo)記特性，那就采用構(gòu)造函數(shù)中參數(shù)最多的構(gòu)造函數(shù)
????????????????ctor = ctorArray.OrderByDescending(c?=>?c.GetParameters().Length).FirstOrDefault();
????????????}
?????
????????????//多個(gè)參數(shù)的形式
????????????List