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[转]IOC简介

發(fā)布時間：2024/10/8 编程问答 32 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 [转]IOC简介小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

一、IoC 簡介

IoC的全名是『Inversion of Control』，字面上的意思是『控制反轉』，要了解這個名詞的真正含意，得從『控制』這個詞切入。一般來說，當設計師撰寫一個Console程序時，控制權是在該程序上，它決定著何時該印出訊息、何時又該接受使用者輸入、何時該進行數據處理，如程序1。

程序1

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication2
{
??? class Program
??? {
??????? static void Main(string[] args)
??????? {
??????????? Console.Write("Please Input Some Words:");
??????????? string inputData = Console.ReadLine();
??????????? Console.WriteLine(inputData);
??????????? Console.Read();
??????? }
??? }
}

從整個流程上看來，OS將控制權交給了此程序，接下來就看此程序何時將控制權交回，這是Console模式的標準處理流程。程序1演譯了『控制』這個字的意思，那么『反轉』這個詞的含義呢？這可以用一個Windows Application來演示，如程序2。

程序2

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
?
namespace WindowsApplication10
{
??? public partial class Form1 : Form
??? {
??????? public Form1()
??????? {
??????????? InitializeComponent();
??????? }
?
??????? private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
??????? {
??????????? MessageBox.Show(textBox1.Text);
??????? }
??? }
}

與程序1不同，當程序2被執(zhí)行后，控制權其實并不在此程序中，而是在底層的Windows Forms Framework上，當此程序執(zhí)行后，控制權會在Application.Run函數調用后，由主程序轉移到Windows Forms Framework上，進入等待訊息的狀態(tài)，當用戶按下了Form上的按鈕后，底層的Windows Forms Framework會收到一個訊息，接著會依照訊息來調用button1_Click方法，此時控制權就由Windows Forms Framework轉移到了主程序。程序2充份演譯了『控制反轉』的意含，也就是將原本位于主程序中的控制權，反轉到了Windows Forms Framework上。

二、Dependency Injection

IoC的中心思想在于控制權的反轉，這個概念于現今的Framework中相當常見，.NET Framework中就有許多這樣的例子，問題是！既然這個概念已經實現于許多Framework中，那為何近年來IoC會于社群引起這么多的討論？著名的IoC實現對象如Avalon、Spring又達到了什么目的呢？就筆者的認知，IoC是一個廣泛的概念，主要中心思想就在于控制權的反轉，Windows Forms Framework與Spring在IoC的大概念下，都可以算是IoC的實現對象，兩者不同之處在于究竟反轉了那一部份的控制權，Windows Forms Framework將主程序的控制權反轉到了自身上，Spring則是將對象的建立、釋放、配置等控制權反轉到自身，雖然兩者都符合IoC的大概念，但設計初衷及欲達成的目的完全不同，因此用IoC來統(tǒng)稱兩者，就顯得有些籠統(tǒng)及模糊。設計大師Martin Fowler針對Spring這類型IoC實現對象提出了一個新的名詞『Dependency Injection』，字面上的意思是『依賴注入』。對筆者而言，這個名詞比起IoC更能描述現今許多宣稱支持IoC的Framework內部的行為，在Martin Fowler的解釋中， Dependency Injection分成三種，一是Interface Injection(接口注射)、Constructor Injection(構造函數注射)、Setter Injection(設值注射)。

2-1、Why we need Dependency Injection？

OK，花了許多篇幅在解釋IoC與Dependency Injection兩個概念，希望讀者們已經明白這兩個名詞的涵意，在切入Dependency Injection這個主題前，我們要先談談為何要使用Dependency Injection，及這樣做帶來了什么好處，先從程序3的例子開始。

程序3

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
?
namespace DISimple
{
??? class Program
??? {
??????? static void Main(string[] args)
??????? {
??????????? InputAccept accept = new InputAccept(new PromptDataProcessor());
??????????? accept.Execute();
??????????? Console.ReadLine();
??????? }
??? }
?
??? public class InputAccept
??? {
??????? private IDataProcessor _dataProcessor;
?
??????? public void Execute()
??????? {
??????????? Console.Write("Please Input some words:");
??????????? string input = Console.ReadLine();
??????????? input = _dataProcessor.ProcessData(input);
??????????? Console.WriteLine(input);
??????? }
?
??????? public InputAccept(IDataProcessor dataProcessor)
??????? {
??????????? _dataProcessor = dataProcessor;
??????? }
??? }
?
??? public interface IDataProcessor
??? {
??????? string ProcessData(string input);
??? }
?
??? public class DummyDataProcessor : IDataProcessor
??? {
?
??????? #region IDataProcessor Members
?
??????? public string ProcessData(string input)
??????? {
??????????? return input;
??????? }
?
??????? #endregion
??? }
?
??? public class PromptDataProcessor : IDataProcessor
??? {
??????? #region IDataProcessor Members
?
??????? public string ProcessData(string input)
??????? {
??????????? return "your input is: " + input;
??????? }
?
??????? #endregion
??? }
}

這是一個簡單且無用的例子，但卻可以告訴我們?yōu)楹我褂肈ependency Injection，在這個例子中，必須在建立InputAccept對象時傳入一個實現IDataProcessor接口的對象，這是Interface Base Programming概念的設計模式，這樣做的目的是為了降低InputAccept與實現對象間的耦合關系，重用InputAccept的執(zhí)行流程，以此來增加程序的延展性。那這個設計有何不當之處呢？沒有！問題不在InputAccept、IDataProcessor的設計，而在于使用的方式。

InputAccept accept = new InputAccept(new PromptDataProcessor());

使用InputAccept時，必須在建立對象時傳入一個實現IDataProcess接口的對象，此處直接建立一個PromptDataProcessor對象傳入，這使得主程序與PromptDataProcessor對象產生了關聯性，間接的摧毀使用IDataProcessor時所帶來的低耦合性，那要如何解決這個問題呢？讀過Design Patterns的讀者會提出以Builder、Factory等樣式解決這個問題，如下所示。

//Factory
InputAccept accept = new InputAccept(DataProcessorFactory.Create());
//Builder
InputAccept accept = new InputAccept(DataProcessorBulder.Build());

兩者的實際流程大致相同，DataProcessorFactory.Create方法會依據組態(tài)檔的設定來建立指定的IDataProcessor實現對象，回傳后指定給InputAccept，DataProcessBuilder.Build方法所做的事也大致相同。這樣的設計是將原本位于主程序中IDataProcessor對象的建立動作，轉移到DataProcessorFactory、DataProcessorBuilder上，這也算是一種IoC觀念的實現，只是這種轉移同時也將主程序與IDataProcessor對象間的關聯，平移成主程序與DataProcessorFactory間的關聯，當需要建立的對象一多時，問題又將回到原點，程序中一定會充斥著AFactory、BFactory等Factory對象。徹底將關聯性降到最低的方法很簡單，就是設計Factory的Factory、或是Builder的Builder，如下所示。

//declare
public class DataProcessorFactory : IFactory
..........
//Builder
public class DataProcessorBuilder : IBuilder
...........
....................

//initialize
//Factory?
GenericFactory.RegisterTypeFactory(typeof(IDataProcessor),typeof(DataProcessorFactory));
//Builder
GenericFactory.RegisterTypeBuilder(typeof(IDataProcessor),typeof(DataProcessorBuilder));
................

//Factory
InputAccept accept = new InputAccept(GenericFactory.Create(typeof(IDataProcessor));
//Builder
InputAccept accept = new InputAccept(GenericBuilder.Build(typeof(IDataProcessor));

這個例子中，利用了一個GenericFactory對象來建立InputAccept所需的IDataProcessor對象，當GenericFactory.Create方法被調用時，它會查詢所擁有的Factory對象對應表，這個對應表是以type of base class/type of factory成對的格式存放，程序必須在一啟動時準備好這個對應表，這可以透過組態(tài)檔或是程序代碼來完成，GenericFactory.Create方法在找到所傳入的type of base class所對應的type of factory后，就建立該Factory的實體，然后調用該Factory對象的Create方法來建立IDataProcessor對象實體后回傳。另外，為了統(tǒng)一Factory的調用方式，GenericFactory要求所有注冊的Factory對象必須實現IFactory接口，此接口只有一個需要實現的方法：Create。方便讀者易于理解這個設計概念，圖1以流程圖呈現這個設計的。

圖1

那這樣的設計有何優(yōu)勢？很明顯的，這個設計已經將主程序與DataProcessorFactory關聯切除，轉移成主程序與GenericFactory的關聯，由于只使用一個Factory：GenericFactory，所以不存在于AFactory、BFactory這類問題。這樣的設計概念確實降低了對象間的關聯性，但仍然不夠完善，因為有時對象的構造函數會需要一個以上的參數，但GenericFactory卻未提供途徑來傳入這些參數(想象當InputAccept也是經由GenericFactory建立時)，當然！我們可以運用object[]、params等途徑來傳入這些參數，只是這么做的后果是，主程序會與實體對象的構造函數產生關聯，也就是間接的與實體對象產生關聯。要切斷這層關聯，我們可以讓GenericFactory自動完成InputAccept與IDataProcessor實體對象間的關聯，也就是說在GenericFactory中，依據InputAccept的構造函數聲明，取得參數類型，然后使用該參數類型(此例就是IDataProcessor)來調用GenericFactory.Create方法建立實體的對象，再將這個對象傳給InputAccept的構造函數，這樣主程序就不會與InputAccept的構造函數產生關聯，這就是Constructor Injection(構造函數注入)的概念。以上的討論，我們可以理出幾個重點，一、Dependency Injection是用來降低主程序與對象間的關聯，二、Dependency Injection同時也能降低對象間的互聯性，三、Dependency Injection可以簡化對象的建立動作，進而讓對象更容易使用，試想！只要調用GenericFactory.Create(typeof(InputAccept))跟原先的設計，那個更容易使用？不過要擁有這些優(yōu)點，我們得先擁有著一個完善的架構，這就是ObjectBuilder、Spring、Avalon等Framework出現的原因。

PS:這一小節(jié)進度超前許多，接下來將回歸Dependency Injection的三種模式，請注意！接下來幾小節(jié)的討論是依據三種模式的精神，所以例子以簡單易懂為主，不考慮本文所提及的完整架構。

2-2、Interface Injection

Interface Injection指的是將原本建構于對象間的依賴關系，轉移到一個接口上，程序4是一個簡單的例子。

程序4

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
?
namespace ConsoleApplication2
{
??? class Program
??? {
??????? static void Main(string[] args)
??????? {
??????????? InputAccept accept = new InputAccept();
??????????? accept.Inject(new DummyDataProcessor());
??????????? accept.Execute();
??????????? Console.Read();
??????? }
??? }
?
??? public class InputAccept
??? {
??????? private IDataProcessor _dataProcessor;
?
??????? public void Inject(IDataProcessor dataProcessor)
??????? {
??????????? _dataProcessor = dataProcessor;
??????? }
?
??????? public void Execute()
??????? {
??????????? Console.Write("Please Input some words:");
??????????? string input = Console.ReadLine();
??????????? input = _dataProcessor.ProcessData(input);
??????????? Console.WriteLine(input);
??????? }
??? }
?
??? public interface IDataProcessor
??? {
??????? string ProcessData(string input);
??? }
?
??? public class DummyDataProcessor : IDataProcessor
??? {
?
??????? #region IDataProcessor Members
?
??????? public string ProcessData(string input)
??????? {
??????????? return input;
??????? }
?
??????? #endregion
??? }
?
??? public class PromptDataProcessor : IDataProcessor
??? {
??????? #region IDataProcessor Members
?
??????? public string ProcessData(string input)
??????? {
??????????? return "your input is: " + input;
??????? }
?
??????? #endregion
??? }
}

InputAccept對象將一部份的動作轉移到另一個對象上，雖說如此，但InputAccept與該對象并未建立依賴關系，而是將依賴關系建立在一個接口：IDataProcessor上，經由一個方法傳入實體對象，我們將這種應用稱為Interface Injection。當然，如你所見，程序4的手法在實務應用上并未帶來太多的好處，原因是執(zhí)行Interface Injection動作的仍然是主程序，這意味著與主程序與該對象間的依賴關系仍然存在，要將Interface Injection的概念發(fā)揮到極致的方式有兩個，一是使用組態(tài)文件，讓主程序由組態(tài)文件中讀入DummaryDataProcessor或是PromptDataProcessor，這樣一來，主程序便可以在不重新編譯的情況下，改變InputAccept對象的行為。二是使用Container(容器)，Avalon是一個標準的范例。

程序5

public class InputAccept implements Serviceable {
?private IDataProcessor m_dataProcessor;
?
?public void service(ServiceManager sm) throws ServiceException {
????? m_dataProcessor = (IDataProcessor) sm.lookup("DataProcessor");
?}
?
?public void Execute() {
??? ........
??? string input = m_dataProcessor.ProcessData(input);
??? ........
?}
}

在Avalon的模式中，ServiceManager扮演著一個容器，設計者可以透過程序或組態(tài)文件，將特定的對象，如DummyDataProcessor推到容器中，接下來InputAccept就只需要詢問容器來取得對象即可，在這種模式下，InputAccept不需再撰寫Inject方法，主程序也可以藉由ServiceManager，解開與DummyDataProcessor的依賴關系。使用Container時有一個特質，就是Injection動作是由Conatiner來自動完成的，這是Dependency Injection的重點之一。

PS:在正確的Interface Injection定義中，組裝InputAccept與IDataProcessor的是容器，在本例中，我并未使用容器，而是提取其行為。

2-3、Constructor Injection

Constructor Injection意指構造函數注入，主要是利用構造函數參數來注入依賴關系，構造函數注入通常是與容器緊密相關的，容器允許設計者透過特定方法，將欲注入的對象事先放入容器中，當使用端要求一個支持構造函數注入的對象時，容器中會依據目標對象的構造函數參數，一一將已放入容器中的對象注入。程序6是一個簡單的容器類別，其支持Constructor Injection。

程序6

public static class Container
{
??? private static Dictionary<Type, object> _stores = null;

??? private static Dictionary<Type, object> Stores
??? {
??????? get
??????? {
??????????? if (_stores == null)
??????????????? _stores = new Dictionary<Type, object>();
??????????? return _stores;
??????? }
??? }

??? private static Dictionary<string, object> CreateConstructorParameter(Type targetType)
??? {
??????? Dictionary<string, object> paramArray = new Dictionary<string, object>();

??????? ConstructorInfo[] cis = targetType.GetConstructors();
??????? if (cis.Length > 1)
??????????? throw new Exception("target object has more then one constructor,container can't peek one for you.");

??????? foreach (ParameterInfo pi in cis[0].GetParameters())
??????? {
??????????? if (Stores.ContainsKey(pi.ParameterType))
??????????????? paramArray.Add(pi.Name, GetInstance(pi.ParameterType));
??????? }
??????? return paramArray;
??? }

??? public static object GetInstance(Type t)
??? {
??????? if (Stores.ContainsKey(t))
??????? {
??????????? ConstructorInfo[] cis = t.GetConstructors();
??????????? if (cis.Length != 0)
??????????? {
??????????????? Dictionary<string, object> paramArray = CreateConstructorParameter(t);
??????????????? List<object> cArray = new List<object>();
??????????????? foreach (ParameterInfo pi in cis[0].GetParameters())
??????????????? {
??????????????????? if (paramArray.ContainsKey(pi.Name))
??????????????????????? cArray.Add(paramArray[pi.Name]);
??????????????????? else
??????????????????????? cArray.Add(null);
??????????????? }
??????????????? return cis[0].Invoke(cArray.ToArray());
??????????? }
??????????? else if (Stores[t] != null)
??????????????? return Stores[t];
??????????? else
??????????????? return Activator.CreateInstance(t, false);
??????? }
??????? return Activator.CreateInstance(t, false);
??? }

??? public static void RegisterImplement(Type t, object impl)
??? {
??????? if (Stores.ContainsKey(t))
??????????? Stores[t] = impl;
??????? else
??????????? Stores.Add(t, impl);
??? }

??? public static void RegisterImplement(Type t)
??? {
??????? if (!Stores.ContainsKey(t))
??????????? Stores.Add(t, null);
??? }
}

Container類別提供了兩個方法，RegisterImplement有兩個重載方法，一接受一個Type對象及一個不具型物件，它會將傳入的Type及對象成對的放入Stores這個Collection中，另一個重載方法則只接受一個Type對象，調用這個方法代表調用端不預先建立該對象，交由GetInstance方法來建立。GetInstance方法負責建立對象，當要求的對象類型存在于Stores記錄中時，其會取得該類型的構造函數，并依據構造函數的參數，一一調用GetInstance方法來建立對象。程序7是使用這個Container的范例。

程序7

class Program
{
??? static void Main(string[] args)
??? {
??????? Container.RegisterImplement(typeof(InputAccept));
??????? Container.RegisterImplement(typeof(IDataProcessor), new PromptDataProcessor());
??????? InputAccept accept = (InputAccept)Container.GetInstance(typeof(InputAccept));
??????? accept.Execute();
??????? Console.Read();
??? }
}

public class InputAccept
{
??? private IDataProcessor _dataProcessor;

??? public void Execute()
??? {
??????? Console.Write("Please Input some words:");
??????? string input = Console.ReadLine();
??????? input = _dataProcessor.ProcessData(input);
??????? Console.WriteLine(input);
??? }

??? public InputAccept(IDataProcessor dataProcessor)
??? {
??????? _dataProcessor = dataProcessor;
??? }
}

public interface IDataProcessor
{
??? string ProcessData(string input);
}

public class DummyDataProcessor : IDataProcessor
{
??? #region IDataProcessor Members

??? public string ProcessData(string input)
??? {
??????? return input;
??? }

??? #endregion
}

public class PromptDataProcessor : IDataProcessor
{
??? #region IDataProcessor Members

??? public string ProcessData(string input)
??? {
??????? return "your input is: " + input;
??? }

??? #endregion
}

2-4、Setter Injection

Setter Injection意指設值注入，主要概念是透過屬性的途徑，將依賴對象注入目標對象中，與Constructor Injection模式一樣，這個模式同樣需要容器的支持，程序8是支持Setter Injection的Container程序行表。

程序8

程序代碼與Constructor Injection模式大致相同，兩者差異之處僅在于Constructor Injection是使用構造函數來注入，Setter Injection是使用屬性來注入，程序9是使用此Container的范例。

程序9

2-5、Service Locator

在Martain Fowler的文章中，Dependency Injection并不是唯一可以將對象依賴關系降低的方式，另一種Service Locator架構也可以達到同樣的效果，從架構角度來看，Service Locator是一個服務中心，設計者預先將Servcie對象推入Locator容器中，在這個容器內，Service是以Key/Value方式存在。欲使用該Service對象的對象，必須將依賴關系建立在Service Locator上，也就是說，不是透過構造函數、屬性、或是方法來取得依賴對象，而是透過Service Locator來取得。

本文轉自:http://www.cnblogs.com/zhenyulu/articles/641728.html
E文地址:http://www.martinfowler.com/articles/injection.html

轉載于:https://www.cnblogs.com/xray2005/archive/2009/07/28/1532908.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的[转]IOC简介的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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简介
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