【译】深入研究 Laravel 的依赖注入容器

原文地址:Laravel's Dependency Injection Container in Depth

下面是中文翻译。

Laravel拥有强大的控制反转(IoC)/依赖注入(DI) 容器。不幸的是官方文档并没有涵盖所有可用的功能,因此,我决定尝试写文档为自己记录一下。以下是基于Laravel 5.4.26,其他版本可能有所不同。

依赖注入简介

我不会尝试在这里解释DI/IOC背后的原理,如果你不熟悉它们,你可能需要去阅读由Fabien Potencier(Symfony框架作者)创建的什么是依赖注入

访问容器

在Laravel中有几种访问Container实例的方法,但最简单的方法是调用 app()helper方法:

$container = app();

我今天不会描述其他方式,而是我想专注于Container类本身。

注意: 如果你读了官方文档,它使用 $this->app代替 $container

(在Laravel应用程序中,它实际上是Container的一个子类,称为Application这就是为什么称为助手 app(),但是这篇文章,我只会描述Container方法)

在Laravel外使用 Illuminate\Container

要在Laravel外使用Container,请安装它

然后:

use Illuminate\Container\Container;

$container = Container::getInstance();

基本用法

最简单的用法是用你想注入的类键入你的类的构造函数:

class MyClass
{
    private $dependency;

    public function __construct(AnotherClass $dependency)
    {
        $this->dependency = $dependency;
    }
}

然后 newMyClass使用容器的 make()方法。

$instance = $container->make(MyClass::class);

容器会自动实例化依赖关系,所以这在功能上等同于:

$instance = new MyClass(new AnotherClass());

(除了 AnotherClass他自己的一些依赖关系,在这种情况下Container将递归实例化它们,直到没有更多)

实例

以下是一个基于PHP-DI docs的更实用的示例,将邮件功能与用户注册分离:

class Mailer
{
    public function mail($recipient, $content)
    {
        // Send an email to the recipient
        // ...
    }
}
class UserManager
{
    private $mailer;

    public function __construct(Mailer $mailer)
    {
        $this->mailer = $mailer;
    }

    public function register($email, $password)
    {
        // Create the user account
        // ...

        // Send the user an email to say hello!
        $this->mailer->mail($email, 'Hello and welcome!');
    }
}
use Illuminate\Container\Container;

$container = Container::getInstance();

$userManager = $container->make(UserManager::class);
$userManager->register('dave@davejamesmiller.com', 'MySuperSecurePassword!');

将接口(Interfaces)绑定到实现(Implementations)

Container可以很容易的编写一个接口,然后在运行时实例化一个具体的实现,首先定义接口:

interface MyInterface { /* ... */ }
interface AnotherInterface { /* ... */ }

并声明实现这些接口的具体类,他们可能依赖于其他接口(或以前的具体类)

class MyClass implements MyInterface
{
    private $dependency;

    public function __construct(AnotherInterface $dependency)
    {
        $this->dependency = $dependency;
    }
}

然后使用 bind()去将每个接口映射到具体的类

$container->bind(MyInterface::class, MyClass::class);
$container->bind(AnotherInterface::class, AnotherClass::class);

最后通过将接口名代替类名去传递给 make()

$instance = $container->make(MyInterface::class);

注意: 如果你忘记去绑定一个接口,你将会得到一个稍微神秘的致命错误:

Fatal error: Uncaught ReflectionException: Class MyInterface does not exist

这是因为容器会尝试实例化interface ( newMyInterface),而这不是一个有效的类。

实例

下面是一个实用的例子,一个可交换的缓存层

interface Cache
{
    public function get($key);
    public function put($key, $value);
}
class RedisCache implements Cache
{
    public function get($key) { /* ... */ }
    public function put($key, $value) { /* ... */ }
}
class Worker
{
    private $cache;

    public function __construct(Cache $cache)
    {
        $this->cache = $cache;
    }

    public function result()
    {
        // Use the cache for something...
        $result = $this->cache->get('worker');

        if ($result === null) {
            $result = do_something_slow();

            $this->cache->put('worker', $result);
        }

        return $result;
    }
}
use Illuminate\Container\Container;

$container = Container::getInstance();
$container->bind(Cache::class, RedisCache::class);

$result = $container->make(Worker::class)->result();

绑定抽象类和具体类(Abstract & Concrete Classes)

Binding 也可以使用到 abstract 类:

$container->bind(MyAbstract::class, MyConcreteClass::class);

或者用一个子类替换一个具体的类:

$container->bind(MySQLDatabase::class, CustomMySQLDatabase::class);

自定义绑定

如果该类需要额外的配置,你可以传递一个闭包来代替类名作为 bind()的第二个参数:

$container->bind(Database::class, function (Container $container) {
    return new MySQLDatabase(MYSQL_HOST, MYSQL_PORT, MYSQL_USER, MYSQL_PASS);
});

每次需要数据库接口时,都会创建并使用一个新的MySQLDatabase实例,并使用指定的配置值。(要想共享单个实例,请参考下面的单例)闭包接收Container实例作为第一个参数,并且可以在需要时用于实例化其他类:

$container->bind(Logger::class, function (Container $container) {
    $filesystem = $container->make(Filesystem::class);

    return new FileLogger($filesystem, 'logs/error.log');
});

闭包也可以用来定制具体类如何实例化

$container->bind(GitHub\Client::class, function (Container $container) {
    $client = new GitHub\Client;
    $client->setEnterpriseUrl(GITHUB_HOST);
    return $client;
});
解决回调

你可以使用 resolving()去注册一个用于绑定完成后的回调函数:

$container->resolving(GitHub\Client::class, function ($client, Container $container) {
    $client->setEnterpriseUrl(GITHUB_HOST);
});

如果有多个回调,它们将全部被调用,它们也为接口和抽象类工作

$container->resolving(Logger::class, function (Logger $logger) {
    $logger->setLevel('debug');
});

$container->resolving(FileLogger::class, function (FileLogger $logger) {
    $logger->setFilename('logs/debug.log');
});

$container->bind(Logger::class, FileLogger::class);

$logger = $container->make(Logger::class);

也可以通过添加一个回调来处理无论是哪个类被解析,总是调用该回调函数。但是我认为他可能只能在日志/调试中使用:

$container->resolving(function ($object, Container $container) {
    // ...
});
扩展一个类

或者你可以使用 extend()包装类并返回一个不同的对象:

$container->extend(APIClient::class, function ($client, Container $container) {
    return new APIClientDecorator($client);
});

结果对象仍然应该实现相同的接口,否则使用类型提示会出错。

单例(Singletons)

在使用自动绑定和 bind()时,每次需要时都会创建一个新的实例(或者调用闭包)。想要共享一个实例,使用 singleton() 代替 bind()

$container->singleton(Cache::class, RedisCache::class);

或者使用一个闭包:

$container->singleton(Database::class, function (Container $container) {
    return new MySQLDatabase('localhost', 'testdb', 'user', 'pass');
});

要让一个具体的类成为实例,请传递该类且不需要传递第二个参数:

$container->singleton(MySQLDatabase::class);

在不同情况下,单例对象将在第一次需要时创建,然后在随后每次需要时重用。如果你已经有一个实例,你想重用使用 instance()方法代替。例如,Laravel使用它来确保无论什么时候将单实例Container实例注入到类中都会返回它:

$container->instance(Container::class, $container);

任意绑定名称

你可以使用任意字符串而不是使用一个 类/接口名称,尽管你不能使用类型提示检索它,但必须使用 make()代替:

$container->bind('database', MySQLDatabase::class);

$db = $container->make('database');

要同时支持类/接口,请使用 alias()

$container->singleton(Cache::class, RedisCache::class);
$container->alias(Cache::class, 'cache');

$cache1 = $container->make(Cache::class);
$cache2 = $container->make('cache');

assert($cache1 === $cache2);

存储任意值

你也可以使用容器来存储任意值,例如配置数据:

$container->instance('database.name', 'testdb');

$db_name = $container->make('database.name');

它支持数组语法访问,这使得他更自然:

$container['database.name'] = 'testdb';

$db_name = $container['database.name'];

当与闭包函数结合使用时,你可以看到为什么这是有用的:

$container->singleton('database', function (Container $container) {
    return new MySQLDatabase(
        $container['database.host'],
        $container['database.name'],
        $container['database.user'],
        $container['database.pass']
    );
});

(Laravel本是不使用容器进行配置,它使用一个单独的Config类来代替,但是也是通过PHP-DI实现的)

Tip: 在实例化对象的时候,也可以使用数组语法代替 make():

$db = $container['database'];

函数和方法(Functions & Methods)的依赖注入

到现在为止,我们已经看到了构造函数的依赖注入(DI),但是Laravel还支持任意函数的依赖注入(DI):

function do_something(Cache $cache) { /* ... */ }

$result = $container->call('do_something');

其他参数可以作为索引或关联数组传递:

function show_product(Cache $cache, $id, $tab = 'details') { /* ... */ }

// show_product($cache, 1)
$container->call('show_product', [1]);
$container->call('show_product', ['id' => 1]);

// show_product($cache, 1, 'spec')
$container->call('show_product', [1, 'spec']);
$container->call('show_product', ['id' => 1, 'tab' => 'spec']);

这可以用于任意可调用的方法:

闭包:

$closure = function (Cache $cache) { /* ... */ };

$container->call($closure);

静态方法:

class SomeClass
{
    public static function staticMethod(Cache $cache) { /* ... */ }
}
$container->call(['SomeClass', 'staticMethod']);
// or:
$container->call('SomeClass::staticMethod');

实例方法:

class PostController
{
    public function index(Cache $cache) { /* ... */ }
    public function show(Cache $cache, $id) { /* ... */ }
}
$controller = $container->make(PostController::class);

$container->call([$controller, 'index']);
$container->call([$controller, 'show'], ['id' => 1]);
调用实例方法的快捷方式

有一个快捷方式来实例化一个类并一次调用一个方法,使用 ClassName@methodName

$container->call('PostController@index');
$container->call('PostController@show', ['id' => 4]);

该容器用于实例化类,即:

  1. 依赖项注入到构造函数(以及方法)中。
  2. 如果你希望重用它,你可以将该类定义为单例。
  3. 你可以使用接口或任意名称而不是具体类。

例如:

class PostController
{
    public function __construct(Request $request) { /* ... */ }
    public function index(Cache $cache) { /* ... */ }
}
$container->singleton('post', PostController::class);
$container->call('post@index');

最后,你可以传递一个“默认方法”作为第三个参数,如果第一个参数是没有指定方法的类名,则会调用默认方法,Laravel使用它来实现事件处理

$container->call(MyEventHandler::class, $parameters, 'handle');

// Equivalent to:
$container->call('MyEventHandler@handle', $parameters);
方法调用绑定

bindMethod()方法可以用于重写方法调用,例如传递其他参数:

$container->bindMethod('PostController@index', function ($controller, $container) {
    $posts = get_posts(...);

    return $controller->index($posts);
});

所有这些都可以通过使用闭包代替原始方法进行工作:

$container->call('PostController@index');
$container->call('PostController', [], 'index');
$container->call([new PostController, 'index']);

但是,任何多余传递给 call()的参数都不会传递到闭包中,因此无法使用他们。

$container->call('PostController@index', ['Not used :-(']);

_Notes: 该方法不是 Container interface的一部分, 只适用于具体的 Container 类。为什么忽略参数,请参阅PR

上下文绑定

有时候你想在不同的地方使用不同的接口实现,下面是Laravel 文档中的一个例子:

$container
    ->when(PhotoController::class)
    ->needs(Filesystem::class)
    ->give(LocalFilesystem::class);

$container
    ->when(VideoController::class)
    ->needs(Filesystem::class)
    ->give(S3Filesystem::class);

现在,PhotoController和VideoController都可以依赖文件系统接口,但是每个接口都会接受到不同的实现,你也可以像使用 bind()一样使用闭包 give()

$container
    ->when(VideoController::class)
    ->needs(Filesystem::class)
    ->give(function () {
        return Storage::disk('s3');
    });

或者一个命名的依赖关系:

$container->instance('s3', $s3Filesystem);

$container
    ->when(VideoController::class)
    ->needs(Filesystem::class)
    ->give('s3');
将参数绑定到原函数

你也可以通过传递变量名称给 needs()(而不是接口)和传递变量给 give()来绑定原函数

$container
    ->when(MySQLDatabase::class)
    ->needs('$username')
    ->give(DB_USER);

你可以使用闭包来延迟检索值直到需要用到它:

$container
    ->when(MySQLDatabase::class)
    ->needs('$username')
    ->give(function () {
        return config('database.user');
    });

在这里,你不能传递一个类或者一个命名依赖(例如 give('database.user')),因为它会作为一个字面值返回,要做到这一点,你将不得不使用闭包:

$container
    ->when(MySQLDatabase::class)
    ->needs('$username')
    ->give(function (Container $container) {
        return $container['database.user'];
    });

做标记

你可以使用容器去“标记”相关的绑定:

$container->tag(MyPlugin::class, 'plugin');
$container->tag(AnotherPlugin::class, 'plugin');

然后以数组方式检索所有标记的实例:

foreach ($container->tagged('plugin') as $plugin) {
    $plugin->init();
}

tag()的两个参数也可以传递数组:

$container->tag([MyPlugin::class, AnotherPlugin::class], 'plugin');
$container->tag(MyPlugin::class, ['plugin', 'plugin.admin']);

重新绑定

Note: 这个更高级一点,但是很少用到,可以跳过它

打工绑定或者实例已经被使用后, rebinding()调用一个回调函数。例如,这里的session类在被Auth类使用后被替换,所以Auth需要被告知更改:

$container->singleton(Auth::class, function (Container $container) {
    $auth = new Auth;
    $auth->setSession($container->make(Session::class));

    $container->rebinding(Session::class, function ($container, $session) use ($auth) {
        $auth->setSession($session);
    });

    return $auth;
});

$container->instance(Session::class, new Session(['username' => 'dave']));
$auth = $container->make(Auth::class);
echo $auth->username(); // dave
$container->instance(Session::class, new Session(['username' => 'danny']));

echo $auth->username(); // danny

(有关重新绑定的更多信息,请查看 这里 和 这里.)

刷新

还有一种更便捷的方法来处理这种模式,通过 refresh()

$container->singleton(Auth::class, function (Container $container) {
    $auth = new Auth;
    $auth->setSession($container->make(Session::class));

    $container->refresh(Session::class, $auth, 'setSession');

    return $auth;
});

它也返回现有的实例或绑定(如果有的话),所以你可以这样做:

// This only works if you call singleton() or bind() on the class
$container->singleton(Session::class);

$container->singleton(Auth::class, function (Container $container) {
    $auth = new Auth;
    $auth->setSession($container->refresh(Session::class, $auth, 'setSession'));
    return $auth;
});

(我个人觉得这个语法更令人困惑,并且更喜欢上面的更详细的版本)

Note: 这些方法不是 Container interface的一部分, 只是具体的Container class._

重写构造函数参数

makeWith()方法允许您将其他参数传递给构造函数,她忽略了任何现有的实例或单例,并且可以用于创建具有不同参数的类的多个实例,同时依然注入依赖关系:

class Post
{
    public function __construct(Database $db, int $id) { /* ... */ }
}
$post1 = $container->makeWith(Post::class, ['id' => 1]);
$post2 = $container->makeWith(Post::class, ['id' => 2]);

Note: 在 Laravel 5.3 以及以下版本中,它很简单 make($class,$parameters), 但在 Laravel 5.4中被删除, 但在5.4.16 被重新添加为 makeWith() 。 在Laravel 5.5 可能会 恢复到Laravel 5.3 语法._

其他方法

这里涵盖了我认为有用的所有方法,但只是为了整理一些内容。下面这些是对其余共用方法的总结:

bound()

如果类或名称使用 bind(), singleton(), instance()alias()绑定, bound()将会返回true

if (! $container->bound('database.user')) {
    // ...
}

你还可以使用数组语法和 isset()访问:

if (! isset($container['database.user'])) {
    // ...
}

它可以使用 unset()重置、删除指定的绑定/实例/别名

unset($container['database.user']);
var_dump($container->bound('database.user')); // false
bindIf()

bindIf()bind()相同,除了他只在不存在绑定的情况下才回注册绑定(请参见上面的 bound()),它可以用于在包注册中默认绑定,同事允许用户覆盖它:

$container->bindIf(Loader::class, FallbackLoader::class);

没有 singletonIf()方法,但是你可以使用 bindIf($abstract,$concrete,true)实现它:

$container->bindIf(Loader::class, FallbackLoader::class, true);

或者全部写出来:

if (! $container->bound(Loader::class)) {
    $container->singleton(Loader::class, FallbackLoader::class);
}
resolved()

如果一个类已经被解析, resolved()方法返回true

var_dump($container->resolved(Database::class)); // false
$container->make(Database::class);
var_dump($container->resolved(Database::class)); // true

我不确定他有什么用处,如果使用 unset()它会被重置(请看上面的 bound()

unset($container[Database::class]);
var_dump($container->resolved(Database::class)); // false
factory()

factory()方法返回一个不带参数和调用的闭包 make()

$dbFactory = $container->factory(Database::class);

$db = $dbFactory();

我不确定他有什么用处

wrap()

wrap()方法封装了一个闭包,以便在其执行时注册他的依赖关系,wrap方法接收一个数组参数,返回的闭包不带参数:

$cacheGetter = function (Cache $cache, $key) {
    return $cache->get($key);
};

$usernameGetter = $container->wrap($cacheGetter, ['username']);

$username = $usernameGetter();

我不确定他有什么用处,因为闭包不需要参数

Note: 此方法不是Container interface的一部分, 只是具体的 Container class._

afterResolving()

afterResolving()方法的作用和 resolving()类似,不同的点是在 resolving()回调后调用afterResolving。我不确定何时会用到。。。

最后
  • isShared() - 确定给定类型是否是共享单例/实例
  • isAlias() - 确定给定的字符串是否是已注册的别名
  • hasMethodBinding() - 确定容器是否具有给定的方法绑定
  • getBindings() - 检索所有注册绑定的原始数组
  • getAlias($abstract) - 解析底层类/绑定名称的别名
  • forgetInstance($abstract) - 清除单个实例对象
  • forgetInstances() - 清除所有实例对象
  • flush() - 清除所有绑定和实例,有效的重置容器
  • setInstance() - 使用 getInstance()替换使用的实例

Note: 最后一节的方法都不是 Container interface.的一部分

本文最初发布于2017年6月15日的 DaveJamesMiller.com

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原文发布于微信公众号 - 程序员宝库(chengxuyuanbaoku)

原文发表时间:2018-03-05

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