依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle、DIP）

一、概念

依赖倒转原则（依赖倒置原则）的原始定义是：High level modules should not depend upon low level modules. Both should depend upon abstractions. Abstractions should not depend upon details. Details should depend upon abstractions。翻译过来，包含三层含义： 

• 高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖其抽象；
• 抽象不应该依赖细节；
• 细节应该依赖抽象。

 高层模块和低层模块容易理解，每一个逻辑的实现都是由原子逻辑组成的，不可分割的原子逻辑就是低层模块，原子逻辑的再组装就是高层模块。那什么是抽象，什么又是细节呢？在Java语言中，抽象就是指接口或抽象类，两者都是不能直接被实例化的；细节就是实现类，实现接口或继承抽象类而产生的类就是细节，其特点就是可以直接被实例化，也就是可以加上一个关键字new产生一个对象。依赖倒置原则在Java语言中的表现就是：

• 模块间的依赖是通过抽象发生，实现类之间不发生直接的依赖关系，其依赖关系是通过接口或抽象类产生的；
• 接口或抽象类不依赖于实现类；
• 实现类依赖接口或抽象类。

更加精简的定义就是“面向接口编程”——OOD（Object-Oriented Design，面向对象设计）的精髓之一。

 

二、例子

引入依赖倒置原则后的类图如图

 建立两个接口：IDriver和ICar，分别定义了司机和汽车的各个职能，司机就是驾驶汽车，必须实现drive()方法。

司机接口：

public interface IDriver {
//是司机就应该会驾驶汽车
public void drive(ICar car);
}

接口只是一个抽象化的概念，是对一类事物的最抽象描述，具体的实现代码由相应的实现类来完成，Driver实现类。

司机类的实现：

public class Driver implements IDriver{
    //司机的主要职责就是驾驶汽车
    public void drive(ICar car){
    car.run();
    } 
}

在IDriver中，通过传入ICar接口实现了抽象之间的依赖关系，Driver实现类也传入了ICar接口，至于到底是哪个型号的Car需要在高层模块中声明。

     ICar及其两个实现类的实现过程如下。

汽车接口及两个实现类：

public interface ICar {
    //是汽车就应该能跑
    public void run();
}

public class Benz implements ICar{
    //汽车肯定会跑
    public void run(){
    System.out.println("奔驰汽车开始运行...");
    }
}

public class BMW implements ICar{
    //宝马车当然也可以开动了
    public void run(){
    System.out.println("宝马汽车开始运行...");
    }
}

在业务场景中，我们贯彻“抽象不应该依赖细节”，也就是我们认为抽象（ICar接口）不依赖BMW和Benz两个实现类（细节），因此我们在高层次的模块中应用都是抽象，Client的实现过程如下

业务场景：

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
    IDriver zhangSan = new Driver();
    ICar benz = new Benz();
    //张三开奔驰车
    zhangSan.drive(benz);
    }

}

Client属于高层业务逻辑，它对低层模块的依赖都建立在抽象上，zhangSan的显示类型是IDriver，benz的显示类型是ICar，也许你要问，在这个高层模块中也调用到了低层模块，比如new Driver()和new Benz()等，如何解释？确实如此，zhangSan的显示类型是IDriver，是一个接口，是抽象的，非实体化的，在其后的所有操作中，zhangSan都是以IDriver类型进行操作，屏蔽了细节对抽象的影响。当然，张三如果要开宝马车，也很容易，我们只要修改业务场景类就可以，实现过程如下

张三驾驶宝马车的实现过程：

public class Client {
 
    public static void main(String[] args) {
    IDriver zhangSan = new Driver();
    ICar bmw = new BMW();
    //张三开奔驰车
    zhangSan.drive(bmw);
    }
 
}

在新增加低层模块时，只修改了业务场景类，也就是高层模块，对其他低层模块如Driver类不需要做任何修改，业务就可以运行，把“变更”引起的风险扩散降低到最小。

注意 在Java中，只要定义变量就必然要有类型，一个变量可以有两个类型：显示类型和真实类型，显示类型是在定义的时候赋予的类型，真实类型是对象的类型，如zhangSan的显示类型是IDriver，真实类型是Driver。

抽象是对实现的约束，对依赖者而言，也是一种契约，不仅仅约束自己，还同时约束自己与外部的关系，其目的是保证所有的细节不逃脱契约的范畴，确保约束双方按照既定的契约(抽象)共同发展，只要抽象这根基线在，细节就逃脱不了这个圈圈，始终让你的对象做到“言而有信”“言出必行”。

 

三、依赖的三种写法

在实现依赖倒转原则时，我们需要针对抽象层编程，而将具体类的对象通过依赖注入(DependencyInjection, DI)的方式注入到其他对象中，依赖注入是指当一个对象要与其他对象发生依赖关系时，通过抽象来注入所依赖的对象。常用的注入方式有三种，分别是：构造注入，设值注入（Setter注入）和接口注入。构造注入是指通过构造函数来传入具体类的对象，设值注入是指通过Setter方法来传入具体类的对象，而接口注入是指通过在接口中声明的业务方法来传入具体类的对象。这些方法在定义时使用的是抽象类型，在运行时再传入具体类型的对象，由子类对象来覆盖父类对象。

开闭原则、里氏代换原则和依赖倒转原则，在大多数情况下，这三个设计原则会同时出现，开闭原则是目标，里氏代换原则是基础，依赖倒转原则是手段，它们相辅相成，相互补充，目标一致，只是分析问题时所站角度不同而已。

 

四、最佳实践

 

依赖倒转原则的本质就是通过抽象（接口或抽象类）使各个类或模块的实现彼此独立，不互相影响，实现模块间的松耦合，我们怎么在项目中使用这个规则呢？只要遵循以下的几个规则就可以：

• 每个类尽量都有接口或抽象类，或者抽象类和接口两者都具备。

     这是依赖倒置的基本要求，接口和抽象类都是属于抽象的，有了抽象才可能依赖倒置。

• 变量的显示类型尽量是接口或者是抽象类。

     很多书上说变量的类型一定要是接口或者是抽象类，这个有点绝对化了，比如一个工具类，xxxUtils一般是不需要接口或是抽象类的。还有，如果你要使用类的clone方法，就必须使用实现类，这个是JDK提供一个规范。

• 任何类都不应该从具体类派生。

     如果一个项目处于开发状态，确实不应该有从具体类派生出的子类的情况，但这也不是绝对的，因为人都是会犯错误的，有时设计缺陷是在所难免的，因此只要不超过两层的继承都是可以忍受的。特别是做项目维护的同志，基本上可以不考虑这个规则，为什么？维护工作基本上都是做扩展开发，修复行为，通过一个继承关系，覆写一个方法就可以修正一个很大的Bug，何必再要去继承最高的基类呢？

• 尽量不要覆写基类的方法。

     如果基类是一个抽象类，而且这个方法已经实现了，子类尽量不要覆写。类间依赖的是抽象，覆写了抽象方法，对依赖的稳定性会产生一定的影响。

• 结合里氏替换原则使用

     在里氏替换原则中，父类出现的地方子类就能出现，再结合本章节的讲解，我们可以得出这样一个通俗的规则： 接口负责定义public属性和方法，并且声明与其他对象的依赖关系，抽象类负责公共构造部分的实现，实现类准确的实现业务逻辑，同时在适当的时候对父类进行细化。

     讲了这么多，估计大家对“倒置”这个词还是有点不理解，那到底什么是“倒置”呢？我们先说“正置”是什么意思，依赖正置就是类间的依赖是实实在在的实现类间的依赖，也就是面向实现编程，这也是正常人的思维方式，我要开奔驰车就依赖奔驰车，我要使用笔记本电脑就直接依赖笔记本电脑，而编写程序需要的是对现实世界的事物进行抽象，抽象的结果就是有了抽象类和接口，然后我们根据系统设计的需要产生了抽象间的依赖，代替了人们传统思维中的事物间的依赖，“倒置”就是从这里产生的。

依赖倒置原则是六个设计原则中最难以实现的原则，它是实现开闭原则的重要途径，依赖倒置原则没有实现，就别想实现对扩展开放，对修改关闭。在项目中，大家只要记住是“面向接口编程”就基本上抓住了依赖倒转原则的核心。