1.前言

在軟體工程領域，依賴注入（Dependency Injection）是用於實現控制反轉（Inversion of Control）的最常見的方式之一。本文主要介紹依賴注入原理和常見的實現方式，重點在於介紹這種年輕的設計模式的適用場景及優勢。

2.為什麼需要依賴注入

控制反轉用於解耦，解的究竟是誰和誰的耦？這是在最初瞭解依賴注入時候產生的第一個問題。

下面引用Martin Flower在解釋依賴注入時使用的一部分程式碼來說明這個問題。

public class MovieLister {
    private MovieFinder finder;

    public MovieLister() {
        finder = new MovieFinderImpl();
    }
    
    public Movie[] moviesDirectedBy(String arg) {
        List allMovies = finder.findAll();
        for (Iterator it = allMovies.iterator(); it.hasNext();) {
            Movie movie = (Movie) it.next();
            if (!movie.getDirector().equals(arg)) it.remove();
        }
        return (Movie[]) allMovies.toArray(new Movie[allMovies.size()]);
    }
    ...
}
 

public interface MovieFinder {
    List findAll();
}

目前看來，一切都不錯。但是，當我們希望修改finder，將finder替換為一種新的實現時（比如為MovieFinder增加一個引數表明Movie資料的來源是哪個資料庫），我們不僅需要修改MovieFinderImpl類，還需要修改我們MovieLister中建立MovieFinderImpl的程式碼。

這就是依賴注入要處理的耦合。這種在MovieLister中建立MovieFinderImpl的方式，使得MovieLister不僅僅依賴於MovieFinder這個介面，而且還依賴於MovieListImpl這個實現。這種在一個類中直接建立另一個類的物件的程式碼，和硬編碼（hard-code)以及硬編碼的數字（magic numbers）一樣，是一種導致耦合的壞味道，我們可以把這種壞味道稱為硬初始化（hard init）。同時，我們也應該像記住硬編碼一樣記住，new（物件建立）是有毒的。

Hard Init帶來的主要壞處有兩個方面：1）上文所述的修改finder的實現時，需要修改建立處的程式碼。2）不便於測試。這種方式建立的類（上文中的MovieLister）無法被單獨測試，其行為和MovieFinderImpl緊緊耦合在一起，同時，也會導致程式碼的可讀性問題（“如果一段程式碼不便於測試，那麼它一定不便於閱讀。”）。

3.依賴注入的實現方式

依賴注入其實並不神奇，我們日常的程式碼中很多都用到了依賴注入，但很少注意到它，也很少主動使用依賴注入進行解耦。這裡簡單介紹一下依賴注入實現的三種方式。

1.建構函式注入（Contructor Injection）

這是我認為的最簡單的依賴注入方式，我們修改一下上面程式碼中MovieLister的建構函式，使得MovieFinderImpl的實現在MovieLister類之外建立。這樣，MovieLister就只依賴於我們定義的MovieFinder介面，而不依賴於MovieFinder的實現了。

public class MovieLister {
    private MovieFinder finder;

    public MovieLister(MovieFinder finder) {
        this.finder = finder;
    }
    ...
}

2.Setter注入

類似的，我們可以增加一個setter函式來傳入建立好的MovieFinder物件，這樣同樣可以避免在MovieFinder中hard init這個物件。

public class MovieLister {
    ...
    public void setFinder(MovieFinder finder) {
        this.finder = finder;
    }
}

3.介面注入

介面注入使用介面來提供setter方法，其實現方式如下。
首先要建立一個注入使用的介面。

public interface InjectFinder {
    void injectFinder(MovieFinder finder);
}

class MovieLister implements InjectFinder {
    ...
    public void injectFinder(MovieFinder finder) {
      this.finder = finder;
    }
    ...
}

4.小結

依賴注入降低了依賴和被依賴型別間的耦合，在修改被依賴的型別實現時，不需要修改依賴型別的實現；同時，對於依賴型別的測試，可以更方便的使用mocking object替代原有的被依賴型別，以達到對依賴物件獨立進行單元測試的目的。

最後需要注意的是，依賴注入只是控制反轉的一種實現方式。控制反轉還有一種常見的實現方式稱為依賴查詢。