最近一直想写个 php 的 IoC 容器, 参考 Laravel 的 Container 整理了一下先汇总一下思路.

控制反转

先摘抄一下控制反转 (IoC) 在维基百科上的解释:

控制反转（Inversion of Control，缩写为IoC），是面向对象编程中的一种设计原则，可以用来减低计算机代码之间的耦合度。其中最常见的方式叫做依赖注入（Dependency Injection，简称DI），还有一种方式叫“依赖查找”（Dependency Lookup）。

也就是, 依赖注入和依赖查找是控制反转的实现. 他们做的事情, 最终的目的就是: 让类所关联或依赖的其他类不需要显式地创建, 而是通过外部容器注入, 进而达到解耦和单一职责的目的.

依赖查找一般用工厂方法来实现, 而依赖注入通常有几种实现方式:

• 基于接口
• 基于 set
• 基于构造方法
• 基于注释 (或类型约束)

下面用简单的伪代码来看有无使用控制反转的区别:

class Beta
{
    protected $alpha;
    // Before
    public function __construct()
    {
        $this->alpha = new Alpha();
    }
    // 依赖注入
    public function __construct(Alpha $alpha)
    {
        $this->alpha = $alpha;
    }
}

// 依赖查找并注入依赖
new Beta(Factory::get('alpha'));

由于是示例所以 Alpha 相对简单. 但当 Alpha 是一个 db connection 时, 就需要获取 connection config 并传入, 如果需要在每个地方都这么操作那将是非常麻烦的.

容器

容器总是在创建外部所需要的 service, 就像上面的查找依赖的例子一样, 外部通过一个 key 来向容器索取所需要的实例.

容器除了依靠框架提供的自动加载来创建所需实例依赖, 还维护了一个 map 来关联绑定 key 跟实现. 所以这里的 key 更像是一个别名, 他可以有多种形式, 从而可以实现各种类型的绑定:

• 普通的绑定, 用类名绑定自己
• 语义化别名的绑定, 例如用 cache 绑定到 FileCache::class 的实现上
• 接口绑定实现, 例如用 CacheInterface::class 绑定到 FileCache::class 上
• 递归地绑定别名, 例如将 db 绑定到 MySQLConnection::class 的实现上, 将 mysql 绑定到 db 上

在实际实现中, 一些 service 例如 DBConnection 应当避免重复实例化, 亦或是实例可以复用时, 除了依赖 service 自身实现的单例以外, 容器也应当实现避免重复创建 (通过容器间接实现单例), 因此需要将一些指定的 service 实例保存起来.

同时, 也可能会遇到一些无法或不建议通过容器创建的实例, 但同样需要避免重复实例化或可用于复用时, 容器应当支持直接将实例注册到容器中.

容器在创建 service 实例时, service 的构造方法可能存在需要注入的依赖, 可以通过反射来获取参数的类型约束, 并使用类型约束从容器获取对应的实例 (递归). 所以在有些容器的实现中, 加入了 “上下文绑定” (contextual binding) 的特性. 既绑定某个类需要注入的依赖所能获取到的具体实现.

简单地定义一个容器的接口:

interface ContainerInterface
{
    public function bind($name, $contrete);

    public function make($name);

    public function instance($name, $instance);
}

我把实现提交到了 GitHub: https://github.com/RunnerLee/container

参考

• Laravel Container
• Pimple
• 依赖注入与Ioc容器
• [Wikipedia] inversion of control