如何理解Laravel 的IoC容器

153 月 2017 by Bryce No Comments

學習laravel快一年了，到現在才去研究laravel 的核心’容器IOC’ 這些概念。
寫項目的時候有大概看看關於IOC 文章，但是沒有深入理解，只是有個概念歐趕著寫代碼，雖然code也寫的很菜…

這幾天花了點時間研究了一下laravel 的核心’服務容器’ 然後理解了一下關於IOC 的概念，不敢說百分百掌握了，但是比之前是有一定加深，所以決定把自己理解的分享一下，把自己的第一次博文獻給laravel，理解不到位的還請各位多多指正。

1.依賴

IOC( inversion of controller )叫做控制反轉模式，也可以稱為(dependency injection ) 依賴注入模式。要理解依賴注入的概念我們先理解下什麼依賴

//支付宝支付
class Alipay {
      public function __construct(){}

      public function pay()
      {
          echo 'pay bill by alipay';
      }
}
//微信支付
class Wechatpay {
      public function __construct(){}

      public function pay()
      {
          echo 'pay bill by wechatpay';
      }
}
//银联支付
class Unionpay{
      public function __construct(){}

      public function pay()
      {
          echo 'pay bill by unionpay';
      }
}

//支付账单
class PayBill {

      private $payMethod；

      public function __construct( )
      {
          $this->payMethod= new Alipay ();
      }

      public function  payMyBill()
      {
           $this->payMethod->pay();
      }
}

$pb = new PayBill ();
$pb->payMyBill();

//支付宝支付

class Alipay {

public function __construct(){}

public function pay()

{

echo 'pay bill by alipay';

}

//微信支付

class Wechatpay {

public function __construct(){}

public function pay()

{

echo 'pay bill by wechatpay';

}

//银联支付

class Unionpay{

public function __construct(){}

public function pay()

{

echo 'pay bill by unionpay';

}

//支付账单

class PayBill {

private $payMethod；

public function __construct( )

{

$this->payMethod= new Alipay ();

}

public function payMyBill()

{

$this->payMethod->pay();

}

$pb = new PayBill ();

$pb->payMyBill();

通過上面的代碼我們知道,當我們創建一個class PayBill 的實例的時候, PayBill 的構造函數里面有{ $this->payMethod= new Alipay (); }, 也就是實例化了一個class Alipay . 這個時候依賴就產生了, 這裡可以理解為當我想用支付寶支付的時候, 那我首先要獲取到一個支付寶的實例,或者理解為獲取支付寶的功能支持. 當用我們完new 關鍵字的時候, 依賴其實已經解決了，因為我們獲取了Alipay 的實例.

其實在我知道ioc概念之前，我的代碼中大部分都是這種模式~ _ ~ . 這種有什麼問題呢，簡單來說，比如當我想用的不是支付寶而是微信的時候怎麼辦，你能做的就是修改Payment 的構造函數的代碼,實例化一個微信支付Wechatpay.

如果我們的程序不是很大的時候可能還感覺不出什麼，但是當你的代碼非常複雜，龐大的時候，如果我們的需求經常改變，那麼修改代碼就變的非常麻煩了。所以ioc 的思想就是不要在class Payment 裡面用new 的方式去實例化解決依賴，而且轉為由外部來負責，簡單一點就是內部沒有new 的這個步驟，通過依賴注入的方式同樣的能獲取到支付的實例

2.依賴注入

依賴我們知道了是什麼意思，那依賴注入又是什麼意思呢，我們把上面的代碼拓展一下

//支付类接口
interface Pay
{
    public function pay();
}

//支付宝支付
class Alipay implements Pay {
      public function __construct(){}

      public function pay()
      {
          echo 'pay bill by alipay';
      }
}
//微信支付
class Wechatpay implements Pay  {
      public function __construct(){}

      public function pay()
      {
          echo 'pay bill by wechatpay';
      }
}
//银联支付
class Unionpay implements Pay  {
      public function __construct(){}

      public function pay()
      {
          echo 'pay bill by unionpay';
      }
}

//付款
class PayBill {

      private $payMethod;

      public function __construct( Pay $payMethod)
      {
          $this->payMethod= $payMethod;
      }

      public function  payMyBill()
      {
           $this->payMethod->pay();
      }
}

//生成依赖
$payMethod =  new Alipay();
//注入依赖
$pb = new PayBill( $payMethod );
$pb->payMyBill();

//支付类接口

interface Pay

{

public function pay();

}

//支付宝支付

class Alipay implements Pay {

public function __construct(){}

public function pay()

{

echo 'pay bill by alipay';

}

//微信支付

class Wechatpay implements Pay {

public function __construct(){}

public function pay()

{

echo 'pay bill by wechatpay';

}

//银联支付

class Unionpay implements Pay {

public function __construct(){}

public function pay()

{

echo 'pay bill by unionpay';

}

//付款

class PayBill {

private $payMethod;

public function __construct( Pay $payMethod)

{

$this->payMethod= $payMethod;

}

public function payMyBill()

{

$this->payMethod->pay();

}

//生成依赖

$payMethod = new Alipay();

//注入依赖

$pb = new PayBill( $payMethod );

$pb->payMyBill();

上面的代碼中，跟之前的比較的話，我們加入一個Pay 接口，然後所有的支付方式都繼承了這個接口並且實現了pay 這個功能. 可能大家會問為什麼要用接口，這個我們稍後會講到.

當我們實例化PayBill的之前，我們首先是實例化了一個Alipay，這個步驟就是生成了依賴了，然後我們需要把這個依賴注入到PayBill 的實例當中，通過代碼我們可以看到{ $pb = new PayBill ( payMethod ); }, 我們是通過了構造函數把這個依賴注入了PayBill 裡面. 這樣一來$pb 這個PayBill 的實例就有了支付寶支付的能力了.

把class Alipay 的實例通過constructor注入的方式去實例化一個class PayBill. 在這裡我們的注入是手動注入, 不是自動的. 而Laravel 框架實現則是自動注入.

3.反射

在介紹IOC 的容器之前我們先來理解下反射的概念(reflection)，因為IOC 容器也是要通過反射來實現的.從網上抄了一段來解釋反射是什麼意思

“反射它指在PHP運行狀態中，擴展分析PHP程序，導出或提取出關於類、方法、屬性、參數等的詳細信息，包括註釋。這種動態獲取的信息以及動態調用對象的方法的功能稱為反射API。反射是操縱面向對象範型中元模型的API，其功能十分強大，可幫助我們構建複雜，可擴展的應用。其用途如：自動加載插件，自動生成文檔，甚至可用來擴充PHP語言”

舉個簡單的例子

class B{

}

class A {

    public function __construct(B $args)
    {
    }

    public function dosomething()
    {
        echo 'Hello world';
    }
}

//建立class A 的反射
$reflection = new ReflectionClass('A');

$b = new B();

//获取class A 的实例
$instance = $reflection ->newInstanceArgs( [ $b ]);

$instance->dosomething(); //输出 ‘Hellow World’

$constructor = $reflection->getConstructor();//获取class A 的构造函数

$dependencies = $constructor->getParameters();//获取class A 的依赖类

dump($constructor);

dump($dependencies);

class B{

}

class A {

public function __construct(B $args)

{

}

public function dosomething()

{

echo 'Hello world';

}

//建立class A 的反射

$reflection = new ReflectionClass('A');

$b = new B();

//获取class A 的实例

$instance = $reflection ->newInstanceArgs( [ $b ]);

$instance->dosomething(); //输出 ‘Hellow World’

$constructor = $reflection->getConstructor();//获取class A 的构造函数

$dependencies = $constructor->getParameters();//获取class A 的依赖类

dump($constructor);

dump($dependencies);

dump 的得到的$constructor 和$dependencies 結果如下

//constructor
ReflectionMethod {#351 ▼
        +name: "__construct" 
        +class: "A" 
        parameters: array:1 [▶] 
        extra: array:3 [▶] 
        modifiers: "public"
}

//$dependencies
array:1 [▼
        0 => ReflectionParameter {#352 ▼
         +name: "args"
          position: 0
          typeHint: "B"
      }
]

//constructor

ReflectionMethod {#351 ▼

+name: "__construct"

+class: "A"

parameters: array:1 [▶]

extra: array:3 [▶]

modifiers: "public"

}

//$dependencies

array:1 [▼

0 => ReflectionParameter {#352 ▼

+name: "args"

position: 0

typeHint: "B"

}

]

通過上面的代碼我們可以獲取到class A 的構造函數，還有構造函數依賴的類，這個地方我們依賴一個名字為’args’ 的量，而且通過TypeHint可以知道他是類型為Class B; 反射機制可以讓我去解析一個類，能過獲取一個類裡面的屬性，方法，構造函數，構造函數需要的參數。有個了這個才能實現Laravel 的IOC 容器.

4.IOC容器

接下來介紹一下Laravel 的IOC服務容器概念. 在laravel框架中，服務容器是整個laravel的核心，它提供了整個系統功能及服務的配置, 調用. 容器按照字面上的理解就是裝東西的東西，比如冰箱，當我們需要冰箱裡面的東西的時候直接從裡面拿就行了. 服務容器也可以這樣理解，當程序開始運行的時候，我們把我們需要的一些服務放到或者註冊到(bind)到容器裡面，當我需要的時候直接取出來(make)就行了. 上面提到的bind 和make 就是註冊和取出的兩個動作.

5. IOC 容器代碼

好了，說了這麼多，下面要上一段容器的代碼了. 下面這段代碼不是laravel 的源碼，而是來自一本書《laravel 框架關鍵技術解析》. 這段代碼很好的還原了laravel 的服務容器的核心思想. 代碼有點長，小伙伴們要耐心看. 當然小伙伴完全可以試著運行一下這段代碼，然後調試一下，這樣會更有助於理解.

<?php 

//容器类装实例或提供实例的回调函数
class Container {

    //用于装提供实例的回调函数，真正的容器还会装实例等其他内容
    //从而实现单例等高级功能
    protected $bindings = [];

    //绑定接口和生成相应实例的回调函数
    public function bind($abstract, $concrete=null, $shared=false) {

        //如果提供的参数不是回调函数，则产生默认的回调函数
        if(!$concrete instanceof Closure) {
            $concrete = $this->getClosure($abstract, $concrete);
        }

        $this->bindings[$abstract] = compact('concrete', 'shared');
    }

    //默认生成实例的回调函数
    protected function getClosure($abstract, $concrete) {

        return function($c) use ($abstract, $concrete) {
            $method = ($abstract == $concrete) ? 'build' : 'make';
            return $c->$method($concrete);
        };

    }

    public function make($abstract) {
        $concrete = $this->getConcrete($abstract);

        if($this->isBuildable($concrete, $abstract)) {
            $object = $this->build($concrete);
        } else {
            $object = $this->make($concrete);
        }

        return $object;
    }

    protected function isBuildable($concrete, $abstract) {
        return $concrete === $abstract || $concrete instanceof Closure;
    }

    //获取绑定的回调函数
    protected function getConcrete($abstract) {
        if(!isset($this->bindings[$abstract])) {
            return $abstract;
        }

        return $this->bindings[$abstract]['concrete'];
    }

    //实例化对象
    public function build($concrete) {

        if($concrete instanceof Closure) {
            return $concrete($this);
        }

        $reflector = new ReflectionClass($concrete);
        if(!$reflector->isInstantiable()) {
            echo $message = "Target [$concrete] is not instantiable";
        }

        $constructor = $reflector->getConstructor();
        if(is_null($constructor)) {
            return new $concrete;
        }

        $dependencies = $constructor->getParameters();
        $instances = $this->getDependencies($dependencies);

        return $reflector->newInstanceArgs($instances);
    }

    //解决通过反射机制实例化对象时的依赖
    protected function getDependencies($parameters) {
        $dependencies = [];
        foreach($parameters as $parameter) {
            $dependency = $parameter->getClass();
            if(is_null($dependency)) {
                $dependencies[] = NULL;
            } else {
                $dependencies[] = $this->resolveClass($parameter);
            }
        }

        return (array)$dependencies;
    }

    protected function resolveClass(ReflectionParameter $parameter) {
        return $this->make($parameter->getClass()->name);
    }

}

<?php

//容器类装实例或提供实例的回调函数

class Container {

//用于装提供实例的回调函数，真正的容器还会装实例等其他内容

//从而实现单例等高级功能

protected $bindings = [];

//绑定接口和生成相应实例的回调函数

public function bind($abstract, $concrete=null, $shared=false) {

//如果提供的参数不是回调函数，则产生默认的回调函数

if(!$concrete instanceof Closure) {

$concrete = $this->getClosure($abstract, $concrete);

}

$this->bindings[$abstract] = compact('concrete', 'shared');

}

//默认生成实例的回调函数

protected function getClosure($abstract, $concrete) {

return function($c) use ($abstract, $concrete) {

$method = ($abstract == $concrete) ? 'build' : 'make';

return $c->$method($concrete);

};

}

public function make($abstract) {

$concrete = $this->getConcrete($abstract);

if($this->isBuildable($concrete, $abstract)) {

$object = $this->build($concrete);

} else {

$object = $this->make($concrete);

}

return $object;

}

protected function isBuildable($concrete, $abstract) {

return $concrete === $abstract || $concrete instanceof Closure;

}

//获取绑定的回调函数

protected function getConcrete($abstract) {

if(!isset($this->bindings[$abstract])) {

return $abstract;

}

return $this->bindings[$abstract]['concrete'];

}

//实例化对象

public function build($concrete) {

if($concrete instanceof Closure) {

return $concrete($this);

}

$reflector = new ReflectionClass($concrete);

if(!$reflector->isInstantiable()) {

echo $message = "Target [$concrete] is not instantiable";

}

$constructor = $reflector->getConstructor();

if(is_null($constructor)) {

return new $concrete;

}

$dependencies = $constructor->getParameters();

$instances = $this->getDependencies($dependencies);

return $reflector->newInstanceArgs($instances);

}

//解决通过反射机制实例化对象时的依赖

protected function getDependencies($parameters) {

$dependencies = [];

foreach($parameters as $parameter) {

$dependency = $parameter->getClass();

if(is_null($dependency)) {

$dependencies[] = NULL;

} else {

$dependencies[] = $this->resolveClass($parameter);

}

return (array)$dependencies;

}

protected function resolveClass(ReflectionParameter $parameter) {

return $this->make($parameter->getClass()->name);

}

上面的代碼就生成了一個容器,下面是如何使用容器

$app = new Container();
$app->bind("Pay", "Alipay");//Pay 为接口， Alipay 是 class Alipay
$app->bind("tryToPayMyBill", "PayBill"); //tryToPayMyBill可以当做是Class PayBill 的服务别名

//通过字符解析，或得到了Class PayBill 的实例
$paybill = $app->make("tryToPayMyBill"); 

//因为之前已经把Pay 接口绑定为了 Alipay，所以调用pay 方法的话会显示 'pay bill by alipay '
$paybill->payMyBill();

$app = new Container();

$app->bind("Pay", "Alipay");//Pay 为接口， Alipay 是 class Alipay

$app->bind("tryToPayMyBill", "PayBill"); //tryToPayMyBill可以当做是Class PayBill 的服务别名

//通过字符解析，或得到了Class PayBill 的实例

$paybill = $app->make("tryToPayMyBill");

//因为之前已经把Pay 接口绑定为了 Alipay，所以调用pay 方法的话会显示 'pay bill by alipay '

$paybill->payMyBill();

當我們實例化一個Container得到$app 後，我們就可以向其中填充東西了

$app->bind("Pay", "Alipay");
$app->bind("tryToPayMyBill", "PayBill");

1 2	$app->bind("Pay", "Alipay"); $app->bind("tryToPayMyBill", "PayBill");

當執行完這兩行綁定碼後, $app 裡面的屬性$bindings 就已經有了array 值，是啥樣的呢，我們來看下

array:2 [▼
  "App\Http\Controllers\Pay" => array:2 [▼
      "concrete" => Closure {#355 ▼
        class: "App\Http\Controllers\Container" 
        this:Container{[#354](http://127.0.0.4/ioc#sf-dump-254248394-ref2354) …} 
        parameters: array:1 [▼
          "$c" => []
        ] 
        use: array:2 [▼
          "$abstract" => "App\Http\Controllers\Pay"
         "$concrete" => "App\Http\Controllers\Alipay"
        ] 
        file: "C:\project\test\app\Http\Controllers\IOCController.php" line:       "119 to 122"
    } 
    "shared" => false 
  ]

 "tryToPayMyBill" => array:2 [▼
      "concrete" => Closure {#359 ▼
          class: "App\Http\Controllers\Container" 
          this:Container{[#354](http://127.0.0.4/ioc#sf-dump-254248394-ref2354) …} 
          parameters: array:1 [▼
                "$c" => []
          ] 
          use: array:2 [▼
                "$abstract" => "tryToPayMyBill" 
                "$concrete" => "\App\Http\Controllers\PayBill"
          ] 
          file: "C:\project\test\app\Http\Controllers\IOCController.php" line: "119 to 122"
    } 
      "shared" => false 
  ]
]

array:2 [▼

"App\Http\Controllers\Pay" => array:2 [▼

"concrete" => Closure {#355 ▼

class: "App\Http\Controllers\Container"

this:Container{[#354](http://127.0.0.4/ioc#sf-dump-254248394-ref2354) …}

parameters: array:1 [▼

"$c" => []

]

use: array:2 [▼

"$abstract" => "App\Http\Controllers\Pay"

"$concrete" => "App\Http\Controllers\Alipay"

]

file: "C:\project\test\app\Http\Controllers\IOCController.php" line: "119 to 122"

}

"shared" => false

]

"tryToPayMyBill" => array:2 [▼

"concrete" => Closure {#359 ▼

class: "App\Http\Controllers\Container"

this:Container{[#354](http://127.0.0.4/ioc#sf-dump-254248394-ref2354) …}

parameters: array:1 [▼

"$c" => []

]

use: array:2 [▼

"$abstract" => "tryToPayMyBill"

"$concrete" => "\App\Http\Controllers\PayBill"

]

file: "C:\project\test\app\Http\Controllers\IOCController.php" line: "119 to 122"

}

"shared" => false

]

當執行$paybill = $app->make(“tryToPayMyBill”); 的時候, 程序就會用make方法通過閉包函數的回調開始解析了.

解析’tryToPayBill’ 這個字符串，程序通過閉包函數和build方法會得到’PayBill’ 這個字符串，該字符串保存在$concrete 上. 這個是第一步. 然後程序還會以類似於遞歸方式將$concrete 傳入build() 方法. 這個時候build裡面就獲取了$concrete = ‘PayBill’. 這個時候反射就派上了用場，大家有沒有發現，PayBill 不就是class PayBill 嗎? 然後在通過反射的方法ReflectionClass(‘PayBill’) 獲取PayBill 的實例. 之後通過getConstructor()，和getParameters() 等方法知道了Class PayBill 和接口Pay 存在依賴

//$constructor = $reflector->getConstructor();
ReflectionMethod {#374 ▼
    +name: "__construct" 
    +class: "App\Http\Controllers\PayBill" 
    parameters: array:1 [▼
          "$payMethod" => ReflectionParameter {#371 ▼
              +name: "payMethod" 
              position: 0 typeHint: "App\Http\Controllers\Pay"
          }
    ]
     extra: array:3 [▼
          "file" => "C:\project\test\app\Http\Controllers\IOCController.php"
          "line" => "83 to 86" 
          "isUserDefined" => true 
      ] 
    modifiers: "public"
}

//$dependencies = $constructor->getParameters();
array:1 [▼
    0 => ReflectionParameter {#370 ▼
        +name: "payMethod" 
        position: 0 
        typeHint: "App\Http\Controllers\Pay"
        }
]

//$constructor = $reflector->getConstructor();

ReflectionMethod {#374 ▼

+name: "__construct"

+class: "App\Http\Controllers\PayBill"

parameters: array:1 [▼

"$payMethod" => ReflectionParameter {#371 ▼

+name: "payMethod"

position: 0 typeHint: "App\Http\Controllers\Pay"

}

]

extra: array:3 [▼

"file" => "C:\project\test\app\Http\Controllers\IOCController.php"

"line" => "83 to 86"

"isUserDefined" => true

]

modifiers: "public"

}

//$dependencies = $constructor->getParameters();

array:1 [▼

0 => ReflectionParameter {#370 ▼

+name: "payMethod"

position: 0

typeHint: "App\Http\Controllers\Pay"

}

]

接著，我們知道了有’Pay’這個依賴之後呢，我們要做的就是解決這個依賴，通過getDependencies($parameters)，和resolveClass(ReflectionParameter $parameter) ，還有之前的綁定$app->bind( “Pay”, “Alipay”); 在build 一次的時候，通過return new $concrete;到這裡我們得到了這個Alipay 的實例

 if(is_null($constructor)) {
            return new $concrete;
        }

if(is_null($constructor)) {

return new $concrete;

}

到這裡我們總算結局了這個依賴，這個依賴的結果就是實例化了一個Alipay. 到這裡還沒結束

$instances = $this->getDependencies($dependencies);

1	$instances = $this->getDependencies($dependencies);

上面的$instances 數組只有一個element 那就是Alipay 實例

  array:1 [▼0 =>Alipay
      {#380}
 ]

array:1 [▼0 =>Alipay

{#380}

]

最終通過newInstanceArgs() 方法，我們獲取到了PayBill 的實例。

 return $reflector->newInstanceArgs($instances);

1	return $reflector->newInstanceArgs($instances);

到這裡整個流程就結束了，我們通過bind 方式綁定了一些依賴關係，然後通過make 方法獲取到到我們想要的實例. 在make中有牽扯到了閉包函數，反射等概念.

好了，當我們把容器的概念理解了之後，我們就可以理解下為什麼要用接口這個問題了. 如果說我不想用支付寶支付，我要用微信支付怎麼辦，too easy.

$app->bind("Pay", "Wechatpay");
$app->bind("tryToPayMyBill", "PayBill");
$paybill = $app->make("tryToPayMyBill"); 
$paybill->payMyBill();

$app->bind("Pay", "Wechatpay");

$app->bind("tryToPayMyBill", "PayBill");

$paybill = $app->make("tryToPayMyBill");

$paybill->payMyBill();

是不是很簡單呢，只要把綁定從’Alipay’ 改成’Wechatpay’ 就行了，其他的都不用改. 這就是為什麼我們要用接口. 只要你的支付方式繼承了pay 這個接口，並且實現pay這個方法，我們就能夠通過綁定正常的使用. 這樣我們的程序就非常容易被拓展，因為以後可能會出現成百上千種的支付方式.

好了，到這裡不知道小伙伴有沒有理解呢，我建議大家可以試著運行下這些代碼, 這樣理解起來會更快.同時推薦大家去看看《laravel 框架關鍵技術解析》這本書,寫的還是不錯的.

轉載請註明：作者[[哎喲我的巴扎黑]
版權聲明：自由轉載-非商用-非衍生-保持署名（創意共享3.0許可證）
原文網址：https://laravel-china.org/articles/4076

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