首先大家想一想什么是容器,字面意思就是盛放东西的东西,常见的变量,对象属性都是容器,一个容器能够装什么东西,完全在于你对这个容器的定义。有的容器不仅仅只是存文本,变量,而是对象,属性,那么我们通过这种容器就可以进行很多高级的功能。
IoC容器
IoC容器是laravel的核心,它提供了框架需要的一系列的服务,文档上称他为服务容器,解释为一个用于管理类依赖和执行依赖注入的强大工具,听起来晕晕乎乎的,之后在文档中找到一片文章:http://laravelacademy.org/post/769.html。我写这篇文章也是为了更好的理解什么 是控制反转和依赖注入。
依赖的产生----超人和超能力
在面向对象的编程中,总要接触几个东西:接口,类,对象。接口是类的原型,一个类一定要遵守实现的接口,对象则是一个类实例化的产物。这样子说不利于理解,我们可以举一个例子。
- 一个怪物横行的世界里,我们需要超人来战胜怪兽,维护世界和平。
我们把超人当做一个类:
class SuperMan {}
我们可以想一下,一个超人诞生的时候肯定有至少有一个超能力,我们可以把这个超能力也抽象为一个对象,一个超能力肯定有多种属性,以及操作方法,我们先大致定义一个只有属性的类,至于方法,我们可以到后面进行补充:
class Power {
protected $ability; //能力值
protected $range; //能力范围
public function ____construct($ability,$range) {
$this->ability = $ability;
$this->range = $range;
}
}
这时我们可以回去修改一下超人类,让在超人被创建的时候赋予一个超能力:
class SuperMan
{
protected $power:
public function __construct() {
$this->power = new Power(999,999);
}
}
这样子,超人在创建的时候就有了超能力,我们这个时候可以发现,超人 和超能力之间现在存在一种依赖,怎么体现出这个依赖了呢,所谓依赖,就是我若依赖了你,那我就离不开你。在面向对象的编程中,这种依赖随处可见,少量的依赖并不影响什么,但是当在一个项目中,这种依赖达到一种量级的时候,那会举步维艰!
之前的例子中,超能力类实例化后是一个具体的超能力,但是我们知道,超人的超能力是多元化的,每种超能力的方法、属性都有不小的差异,没法通过一种类描述完全。我们现在进行修改,我们假设超人可以有以下多种超能力:
- 飞行,属性有:飞行速度、持续飞行时间
- 蛮力,属性有:力量值
- 能量弹,属性有:伤害值、射击距离、同时射击个数
我们会创建这些类:
class Flight
{
protected $speed;
protected $holdtime;
public function __construct($speed, $holdtime) {}
}
class Force
{
protected $force;
public function __construct($force) {}
}
class Shot
{
protected $atk;
protected $range;
protected $limit;
public function __construct($atk, $range, $limit) {}
}
那么此时,超人在创建的时候,我们会根据需要来进行初始化超能力,如下:
class Superman
{
protected $power;
public function __construct()
{
$this->power = new Fight(9, 100);
// $this->power = new Force(45);
// $this->power = new Shot(99, 50, 2);
/*
$this->power = array(
new Force(45),
new Shot(99, 50, 2)
);
*/
}
}
我们需要手动在构造函数或者其他方法中实例化一系列的类,这样子真的好吗?可以想想,当不同的怪兽侵略地球,我们需要不同超能力的超人更好的打败怪兽时,我们血药重新改造超人,换句话说,改变超能力的同时,我们还需要重新创建一个超人。这样子的效率是不是太低了呢,我们还有什么更好的方法呢?
看过钢铁侠的人都知道钢铁侠可以随时更换自己的智能芯片,那么我们是不是可以让超人的超能力可以随时更换,只需要更换一种装置或者芯片呢?之前我们是在超人类中固化了他的超能力初始化的行为,如果我们要实现通过更换芯片来改变超人的超能力,那么就应该将超能力初始化行为转为由外部进行,由外部创建超能力模组,然后植入超人体内一个特定的接口,只要那些超能力模组能够满足这个接口都可以被超人利用,增大超人的能力。这种由外部负责其依赖需求的行为,我们可以称其为 “控制反转(IoC)”。
工厂模式,依赖转移!
在实现控制反转前,我们可以思考思考:我们可以想到,组件、工具(或者超人的模组),是一种可被生产的玩意儿,生产的地方当然是 “工厂(Factory)”,于是有人就提出了这样一种模式: 工厂模式。
工厂模式,顾名思义,就是一个类所依赖的外部事物的实例,都可以被一个或多个 “工厂” 创建的这样一种开发模式,就是 “工厂模式”。
我们为了给超人制造超能力模组,我们创建了一个工厂,它可以制造各种各样的模组,且仅需要通过一个方法:
class SuperModuleFactory
{
public function makeModule($moduleName, $options) {
switch ($moduleName) {
case 'Fight':
return new Fight($options[0], $options[1]);
case 'Force':
return new Force($options[0]);
case 'Shot':
return new Shot($options[0], $options[1], $options[2]);
}
}
}
这时候,超人 创建之初就可以使用这个工厂:
class Superman
{
protected $power;
public function __construct()
{
// 初始化工厂
$factory = new SuperModuleFactory;
// 通过工厂提供的方法制造需要的模块
$this->power = $factory->makeModule('Fight', [9, 100]);
// $this->power = $factory->makeModule('Force', [45]);
// $this->power = $factory->makeModule('Shot', [99, 50, 2]);
/*
$this->power = array(
$factory->makeModule('Force', [45]),
$factory->makeModule('Shot', [99, 50, 2])
);
*/
}
}
可以看得出,我们不再需要在超人初始化之初,去初始化许多第三方类,只需初始化一个工厂类,即可满足需求。但这样似乎和以前区别不大,只是没有那么多 new 关键字。其实我们稍微改造一下这个类,你就明白,工厂类的真正意义和价值了!
class Superman
{
protected $power;
public function __construct(array $modules)
{
// 初始化工厂
$factory = new SuperModuleFactory;
// 通过工厂提供的方法制造需要的模块
foreach ($modules as $moduleName => $moduleOptions) {
$this->power[] = $factory->makeModule($moduleName, $moduleOptions);
}
}
}
// 创建超人
$superman = new Superman([
'Fight' => [9, 100],
'Shot' => [99, 50, 2]
]);
现在,“超人” 的创建不再依赖任何一个 “超能力” 的类,我们如若修改了或者增加了新的超能力,只需要针对修改 SuperModuleFactory 即可。扩充超能力的同时不再需要重新编辑超人的类文件,使得我们变得很轻松。但是,这才刚刚开始。
IoC 容器的重要组成 —— 依赖注入
由 “超人” 对 “超能力” 的依赖变成 “超人” 对 “超能力模组工厂” 的依赖后,对付小怪兽们变得更加得心应手。但这也正如你所看到的,依赖并未解除,只是由原来对多个外部的依赖变成了对一个 “工厂” 的依赖。假如工厂出了点麻烦,问题变得就很棘手。其实大多数情况下,工厂模式已经足够了。工厂模式的缺点就是:接口未知(即没有一个很好的契约模型,关于这个我马上会有解释)、产生对象类型单一。总之就是,还是不够灵活。虽然如此,工厂模式依旧十分优秀,并且适用于绝大多数情况。
我们知道,超人依赖的模组,我们要求有统一的接口,这样才能和超人身上的注入接口对接,最终起到提升超能力的效果。其实侵略地球的不仅仅只有这一点小怪兽,后面还有很多大怪兽,这个时候我们的工厂好像有点力不从心了,因为每次要新填一个超能力,总是要对工厂进行维修和翻新,相当于增加生产线。是不是感觉还是很是噩梦,下一步就是我们今天的主要配角 —— DI (依赖注入)
由于对超能力模组的需求不断增大,我们需要集合整个世界的高智商人才,一起解决问题,不应该仅仅只有几个工厂垄断负责。不过高智商人才们都非常自负,认为自己的想法是对的,创造出的超能力模组没有统一的接口,自然而然无法被正常使用。这时我们需要提出一种契约,这样无论是谁创造出的模组,都符合这样的接口,自然就可被正常使用。
interface SuperModuleInterface
{
/**
* 超能力激活方法
*
* 任何一个超能力都得有该方法,并拥有一个参数
*@param array $target 针对目标,可以是一个或多个,自己或他人
*/
public function activate(array $target);
}
上文中,我们定下了一个超能力接口(模组规范),所有被创建的模组必须遵守这个契约才能被生产和使用。
可能大家对于在php中出现接口这种东西感到很是惊奇,这种东西不是只有在java,c++中才有的吗,其实对于任何一款面向对象的编程语言,接口都是存在并且有很大作用的。因为一个对象,都是由他的模板或者原型---类经过实例化后的一个具体事物,有时候,要实现统一方法但具有不同功能或特性的时候,需要很多类,这个时候就需要一个契约,让大家编写出可以随时替换但又不会产生影响的接口,这种由编程语言本身提出的硬性规范,会增加更多优秀的特性。大家之后就会懂得接口的好处。
在这个模组被提出来之后,高智商的科学家们遵循这个接口,创建了很多类:
/**
* X-超能量
*/
class XPower implements SuperModuleInterface
{
public function activate(array $target)
{
// 这只是个例子。。具体自行脑补
}
}
/**
* 终极炸弹
*/
class UltraBomb implements SuperModuleInterface
{
public function activate(array $target)
{
// 这只是个例子。。具体自行脑补
}
}
同时,为了防止一些科学家不遵守这个接口进行恶意的捣乱,我们现在要修改之前的超人类:
class Superman
{
protected $module;
public function __construct(SuperModuleInterface $module)
{
$this->module = $module;
}
}
改造完毕!现在,当我们初始化 “超人” 类的时候,提供的模组实例必须是一个 SuperModuleInterface
接口的实现。否则就会提示错误。
正是由于超人的创造变得容易,一个超人也就不需要太多的超能力,我们可以创造多个超人,并分别注入需要的超能力模组即可。这样的话,虽然一个超人只有一个超能力,但超人更容易变多,我们也不怕怪兽啦!
现在有人疑惑了,你要讲的依赖注入呢?
其实,上面讲的内容,正是依赖注入。
什么叫做依赖注入?
从本文开头到现在提出来一系列依赖,只要不是由内部生产(比如初始化、构造函数 __construct 中通过工厂方法、自行手动 new 的),而是由外部以参数或其他形式注入的,都属于依赖注入(DI) 。是不是豁然开朗?事实上,就是这么简单。下面就是一个典型的依赖注入:
// 超能力模组
$superModule = new XPower;
// 初始化一个超人,并注入一个超能力模组依赖
$superMan = new Superman($superModule);
更为先进的工厂 —— IoC 容器
刚刚列了一串代码:
// 超能力模组
$superModule = new XPower;
// 初始化一个超人,并注入一个超能力模组依赖
$superMan = new Superman($superModule);
现在我们能发现,这是手动的创建一个超人和超能力模板,并且将模板注入刚刚创建的超人当中,然而,现代社会,应该是高效率的生产,干净的车间,完美的自动化装配!
我们需要自动化 —— 最多一条指令,千军万马来相见。我们需要一种高级的生产车间,我们只需要向生产车间提交一个脚本,工厂便能够通过指令自动化生产。这样子,当一大堆怪兽来了我们只需要一条指令就有千军万马来相见。这种更为高级的工厂,就是工厂模式的升华 —— IoC 容器。
class Container
{
protected $binds;
protected $instances;
public function bind($abstract, $concrete)
{
if ($concrete instanceof Closure) {
$this->binds[$abstract] = $concrete;
} else {
$this->instances[$abstract] = $concrete;
}
}
public function make($abstract, $parameters = [])
{
if (isset($this->instances[$abstract])) {
return $this->instances[$abstract];
}
array_unshift($parameters, $this);
return call_user_func_array($this->binds[$abstract], $parameters);
}
}
这时候,一个十分粗糙的容器就诞生了。现在的确很简陋,但不妨碍我们进一步提升他。先着眼现在,看看这个容器如何使用吧!
// 创建一个容器(后面称作超级工厂)
$container = new Container;
// 向该 超级工厂添加超人的生产脚本
$container->bind('superman', function($container, $moduleName) {
return new Superman($container->make($moduleName));
});
// 向该 超级工厂添加超能力模组的生产脚本
$container->bind('xpower', function($container) {
return new XPower;
});
// 同上
$container->bind('ultrabomb', function($container) {
return new UltraBomb;
});
// ****************** 华丽丽的分割线 **********************
// 开始启动生产
$superman_1 = $container->make('superman', 'xpower');
$superman_2 = $container->make('superman', 'ultrabomb');
$superman_3 = $container->make('superman', 'xpower');
// ...随意添加
看到没?通过最初的 绑定(bind
) 操作,我们向 超级工厂 注册了一些生产脚本,这些生产脚本在生产指令下达之时便会执行。发现没有?我们彻底的解除了 超人 与 超能力模组 的依赖关系,更重要的是,容器类也丝毫没有和他们产生任何依赖!我们通过注册、绑定的方式向容器中添加一段可以被执行的回调(可以是匿名函数、非匿名函数、类的方法)作为生产一个类的实例的 脚本 ,只有在真正的 生产(make
) 操作被调用执行时,才会触发。这样一种方式,使得我们更容易在创建一个实例的同时解决其依赖关系,并且更加灵活。当有新的需求,只需另外绑定一个“生产脚本”即可。
实际上,真正的 IoC 容器更为高级。我们现在的例子中,还是需要手动提供超人所需要的模组参数,但真正的 IoC 容器会根据类的依赖需求,自动在注册、绑定的一堆实例中搜寻符合的依赖需求,并自动注入到构造函数参数中去。Laravel 框架的服务容器正是这么做的。实现这种功能其实理论上并不麻烦。
现在,到目前为止,我们已经不再惧怕怪兽们了。高智商人才集思广益,井井有条,根据接口契约创造规范的超能力模组。超人开始批量产出。最终,人人都是超人,你也可以是哦!
重新审视 Laravel 的核心
现在,我们开始慢慢解读 Laravel 的核心。其实,Laravel 的核心就是一个 IoC 容器,也恰好是我之前所说的高级的 IoC 容器。
可以说,Laravel 的核心本身十分轻量,并没有什么很神奇很实质性的应用功能。很多人用到的各种功能模块比如 Route(路由)、Eloquent ORM(数据库 ORM 组件)、Request(请求)以及 Response(响应)等等等等,实际上都是与核心无关的类模块提供的,这些类从注册到实例化,最终被你所使用,其实都是 Laravel 的服务容器负责的。
我们以大家最常见的 Route 类作为例子。大家可能经常见到路由定义是这样的:
Route::get('/', function() {
// bla bla bla...
});
实际上, Route 类被定义在这个命名空间:Illuminate\Routing\Router
,文件 vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Routing/Router.php,
服务提供者
我们在前文介绍 IoC 容器的部分中,提到了,一个类需要绑定、注册至容器中,才能被“制造”。
对,一个类要被容器所能够提取,必须要先注册至这个容器。既然 Laravel 称这个容器叫做服务容器,那么我们需要某个服务,就得先注册、绑定这个服务到容器,那么提供服务并绑定服务至容器的东西,就是服务提供者(Service Provider)。
虽然,绑定一个类到容器不一定非要通过服务提供者。
但是,我们知道,有时候我们的类、模块会有需要其他类和组件的情况,为了保证初始化阶段不会出现所需要的模块和组件没有注册的情况,Laravel 将注册和初始化行为进行拆分,注册的时候就只能注册,初始化的时候就是初始化。拆分后的产物就是现在的服务提供者。
服务提供者主要分为两个部分,register
(注册) 和 boot
(引导、初始化),具体参考文档。register
负责进行向容器注册“脚本”,但要注意注册部分不要有对未知事物的依赖,如果有,就要移步至 boot
部分。
门面(Facade)
我们现在解答之前关于 Route 的方法为何能以静态方法访问的问题。实际上这个问题文档上有写,简单说来就是模拟一个类,提供一个静态魔术方法__callStatic
,并将该静态方法映射到真正的方法上。
我们使用的 Route 类实际上是 Illuminate\Support\Facades\Route
通过 class_alias()
函数创造的别名而已,这个类被定义在文件 vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Support/Facades/Route.php
。
我们打开文件一看……诶?怎么只有这么简单的一段代码呢?
其实仔细看,会发现这个类继承了一个叫做 Facade
的类,到这里谜底差不多要解开了。
上述简单的定义中,我们看到了 getFacadeAccessor
方法返回了一个 route
,这是什么意思呢?事实上,这个值被一个 ServiceProvider
注册过,大家应该知道注册了个什么,当然是那个真正的路由类!
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