Внедрение зависимости

Внедрение зависимости (англ. Dependency injection, DI) — процесс предоставления внешней зависимости программному компоненту. Является специфичной формой «инверсии управления» (англ. Inversion of control, IoC), когда она применяется к управлению зависимостями. В полном соответствии с принципом единственной ответственности объект отдаёт заботу о построении требуемых ему зависимостей внешнему, специально предназначенному для этого общему механизму^[1].

Настоящее внедрение зависимости

При использовании паттерна «внедрение зависимости» объект пассивен и не предпринимает вообще никаких шагов для выяснения зависимостей, а предоставляет для этого сеттеры и/или принимает своим конструктором аргументы, посредством которых внедряются зависимости^[1].

Принцип работы

Работа фреймворка, обеспечивающая внедрение зависимости, описывается следующим образом. Приложение, независимо от оформления, исполняется внутри контейнера IoC, предоставляемого фреймворком. Часть объектов в программе по-прежнему создается обычным способом языка программирования, часть создается контейнером на основе предоставленной ему конфигурации.

Условно, если объекту нужно получить доступ к определенному сервису, объект берет на себя обязанность по доступу к этому сервису: он или получает прямую ссылку на местонахождение сервиса, или обращается к известному «сервис-локатору» и запрашивает ссылку на реализацию определенного типа сервиса. Используя же внедрение зависимости, объект просто предоставляет свойство, которое в состоянии хранить ссылку на нужный тип сервиса; и когда объект создается, ссылка на реализацию нужного типа сервиса автоматически вставляется в это свойство (поле), используя средства среды.

Внедрение зависимости более гибко, потому что становится легче создавать альтернативные реализации данного типа сервиса, а потом указывать, какая именно реализация должна быть использована в, например, конфигурационном файле, без изменений в объектах, которые этот сервис используют. Это особенно полезно в юнит-тестировании, потому что вставить реализацию «заглушки» сервиса в тестируемый объект очень просто.

С другой стороны, излишнее использование внедрения зависимостей может сделать приложения более сложными и трудными в сопровождении: так как для понимания поведения программы программисту необходимо смотреть не только в исходный код, а еще и в конфигурацию, а конфигурация, как правило, невидима для IDE, которые поддерживают анализ ссылок и рефакторинг, если явно не указана поддержка фреймворков с внедрениями зависимостей.

Примеры кода

При использовании внедрения зависимостей, как правило, существует конфигурационный механизм или архитектура, которая определяет целесообразность выбора той или иной реализации в зависимости от поставленных целей.

Примеры на различных языках

Пример кода на PHP

<?php
/**
 * Класс конфигурация базы данных
 */
class DbConfiguration
{
    
    private $host;
    private $port;
    private $username;
    private $password;

    public function __construct(string $host, int $port, string $username, string $password)
    {
        // вся суть Di находится в строчках ниже
        $this->host = $host;
        $this->port = $port;
        $this->username = $username;
        $this->password = $password;
    }

    public function getHost()
    {
        return $this->host;
    }

    public function getPort()
    {
        return $this->port;
    }

    public function getUsername()
    {
        return $this->username;
    }

    public function getPassword()
    {
        return $this->password;
    }
}

/**
 * Класс соединение с базой данных
 */
class DbConnection
{

    private $configuration;

    public function __construct(DbConfiguration $config)
    {
        // вся суть Di находится в строчке ниже
        $this->configuration = $config;
    }

    public function getDsn()
    {
        // примечание: это не реальный dsn, разделители в реальном dsn другие
        return sprintf(
            '%s:%s@%s:%d',
            $this->configuration->getUsername(),
            $this->configuration->getPassword(),
            $this->configuration->getHost(),
            $this->configuration->getPort()
        );
    }
}

// создаем объект конфигурации базы данных, передавая в конструктор параметры
$config = new DbConfiguration('localhost', 3306, 'username', 'password');
// создаем объект соединения с базой, посылая в конструктор объект конфигурации
// использование Di дает слабосвязность кода
$connection = new DbConnection($config);

Пример кода на Java

public interface ICar {
    public float getSpeed();
    public void setPedalPressure(final float PEDAL_PRESSURE);
}

public interface IEngine {
    public float getEngineRotation();
    public void setFuelConsumptionRate(final float FUEL_FLOW);
}

Без использования dependency injection

public class DefaultEngineImpl implements IEngine {
    private float engineRotation = 0;

    public float getEngineRotation() {
        return engineRotation;
    }

    public void setFuelConsumptionRate(final float FUEL_FLOW) {
        engineRotation = …;
    }
}

public class DefaultCarImpl implements ICar {
    private IEngine engine = new DefaultEngineImpl();

    public float getSpeed() {
        return engine.getEngineRotation()*…;
    }

    public void setPedalPressure(final float PEDAL_PRESSURE) {
        engine.setFuelConsumptionRate(…);
    }
}

public class MyApplication {
    public static void main(String[] args) {
        DefaultCarImpl car = new DefaultCarImpl();
        car.setPedalPressure(5);
        float speed = car.getSpeed();
        System.out.println("Speed of the car is " + speed);
    }
}

Внедрение зависимости вручную

public class DefaultCarImpl implements ICar {
    private IEngine engine;

    public DefaultCarImpl(final IEngine engineImpl) {
        engine = engineImpl;
    }

    public float getSpeed() {
        return engine.getEngineRotation()*…;
    }

    public void setPedalPressure(final float PEDAL_PRESSURE) {
        engine.setFuelConsumptionRate(…);
    }
}

public class CarFactory {
    public static ICar buildCar() {
        return new DefaultCarImpl(new DefaultEngineImpl());
    }
}

public class MyApplication {
    public static void main(String[] args) {
        ICar car = CarFactory.buildCar();
        car.setPedalPressure(5);
        float speed = car.getSpeed();
        System.out.println("Speed of the car is " + speed);
    }
}

Внедрение зависимости при помощи фреймворка

    <service-point id="CarBuilderService">
        <invoke-factory>
            <construct class="Car">
                <service>DefaultCarImpl</service>
                <service>DefaultEngineImpl</service>
            </construct>
        </invoke-factory>
    </service-point>

/** Неявная реализация **/

public class MyApplication {
    public static void main(String[] args) {
        Service service = (Service)DependencyManager.get("CarBuilderService");
        ICar car = (ICar)service.getService(Car.class);
        car.setPedalPressure(5);
        float speed = car.getSpeed();
        System.out.println("Speed of the car is " + speed);
    }
}

См. также

Примечания

↑ ^1,0 ^1,1 Martin, 2008.

Литература

Dependency Injection in .NET — Mark Seemann, Manning, 2011
Внедрение зависимостей в .NET — Симан М., Питер, 2013.
Внедрение зависимостей в .NET — Марк Симан, неофициальный перевод.
Robert C. Martin. Clean Code: A Handbook of Agile Software Craftsmanship. — Pearson Education, 2008. — P. 157. — ISBN 978-0-13-608325-2.

Ссылки

Inversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern — Martin Fowler.
Dependency Injection & Testable Objects: Designing loosely coupled and testable objects — Jeremy Weiskotten; Dr. Dobb's Journal, May 2006.
Design Patterns: Dependency Injection — MSDN Magazine, September 2005
Writing More Testable Code with Dependency Injection — Developer.com, October 2006 Архивная копия от 11 марта 2008 на Wayback Machine
Domain Specific Modeling (DSM) in IoC frameworks
Does Dependency Injection pay off? — InfoQ
Dependency Injection — Dhanji R. Prasanna; Manning Publications, 2008.

[_2f16e3a9227f810c-1] 1,0 ^1,1 Martin, 2008.

[1]