Javascript技术栈中的四种依赖注入详解

关于JavaScript技术栈中的四种依赖注入详解

依赖注入（Dependency Injection，简称DI）是面向对象编程中实现控制反转（Inversion of Control，简称IoC）的一种常见技术手段。在J2EE领域，Spring框架的依赖注入被广大开发者所熟知。而在JavaScript社区中，尽管缺少反射机制和不支持Annotation语法，但依赖注入的实践仍然层出不穷。本文旨在为大家详细介绍JavaScript技术栈中的四种依赖注入方式。

一、基于Injector、Cache和函数参数名的依赖注入

尽管JavaScript不原生支持反射（Reflection）语法，但Function.prototype上的toString方法为我们提供了另一种途径。通过该方法，我们可以获取函数的内部构造。借助正则表达式，我们可以从函数定义中提取参数信息，从而得知函数的运行依赖。以Student类的write方法为例，其函数签名write(notebook, pencil)表明它依赖于notebook和pencil对象。

二、AngularJS中的双Injector依赖注入

AngularJS是JavaScript社区中广泛使用的框架之一，它基于依赖注入实现了许多功能。在AngularJS中，双Injector模式是一种常见的依赖注入方式。通过AngularJS的$injector服务，我们可以轻松地获取并注入所需的依赖。这种模式使得代码的解耦和模块化程度更高，提高了代码的可维护性。

三、TypeScript中的装饰器和反射依赖注入

TypeScript作为JavaScript的超集，提供了更强大的静态类型检查和高级功能。在TypeScript中，装饰器和反射机制为依赖注入提供了更便捷的方式。通过使用装饰器，我们可以在类和方法上添加元数据，以便在运行时进行依赖注入。反射机制则允许我们在运行时获取对象的属性和方法信息，从而实现了更灵活的依赖注入方式。

四、inversify.js——JavaScript技术栈中的IoC容器

inversify.js是JavaScript社区中一个流行的IoC容器，它提供了基于构造函数的依赖注入。通过使用inversify.js，我们可以将对象的创建和依赖规范分离，使得代码更加清晰和可维护。inversify.js支持多种依赖注入方式，包括基于接口和抽象类的注入，使得我们可以轻松地实现依赖的解耦和注入。

JavaScript社区中的依赖注入方式多种多样，开发者可以根据项目需求和团队习惯选择适合的注入方式。随着JavaScript技术的不断发展，未来还将出现更多优秀的依赖注入框架和工具，为开发者带来更好的编程体验。在编程的世界中，我们经常需要将各种元素组织在一起，以实现特定的功能。其中，依赖管理是一个重要环节。为了更加清晰地阐述这个概念，让我们设想一个场景，其中涉及到notebook、pencil和eraser等对象，以及一个Student类，它需要使用这些对象来执行不同的任务。在这个场景中，我们将使用依赖注入（DI）模式来管理这些依赖关系。

我们定义了一个cache对象来存储我们的依赖项。这是一个简单的键值对存储，用于存放我们的notebook、pencil和eraser对象。为了保证良好的封装性，我们不把cache对象暴露给外界作用域，而是将其作为闭包变量或私有属性。

接下来，我们创建了一个Injector对象来管理这些依赖。这个对象具有put和resolve方法。put方法用于将新的依赖项添加到cache中，而resolve方法则用于函数的参数并注入相应的依赖项。这样，我们可以轻松地为任何函数提供所需的依赖项。

现在，我们有一个Student类，它有一个write方法，需要notebook和pencil作为参数。通过使用我们的Injector对象，我们可以轻松地将这些依赖项注入到write方法中，而无需在调用该方法时手动传递它们。这样，我们确保了代码的清晰和可维护性。

我们还为Student类增加了一个draw方法，它还需要一个eraser对象。通过简单地将其添加到cache中并调用resolve方法，我们可以轻松地注入所有必需的依赖项并执行draw方法。这种方法的优点是，无论函数需要多少依赖项，我们都可以轻松地管理它们，而无需修改函数的代码。

通过依赖注入，我们可以将对象的创建和函数的执行逻辑分离开来。这意味着我们可以灵活地更改对象的创建方式，而无需修改使用这些对象的代码。这种解耦带来了更大的灵活性和可维护性，使我们能够更轻松地管理和扩展我们的代码。依赖注入是软件开发中一个非常有用的模式。随着前端工程化工具的普及，如grunt、gulp、fis等，前端项目在上线前普遍会进行代码混淆（uglify）。这使得通过参数名来判断函数依赖变得不再可靠。为了应对这种情况，开发者有时会通过为函数添加额外属性的方式，如“depends”，来明确说明其依赖。

在前端工程中，依赖注入是一种常见的技术。以Student类为例，其write和draw方法都有明确的依赖。借助Injector类，我们可以这些依赖并注入相应的资源。

在AngularJS中，依赖注入有着更为复杂的实现方式。不同于直接存储现成对象的做法，AngularJS采用了providerInjector和instanceInjector的架构。前者用于配置和创建依赖对象，后者则负责在需要时从缓存中获取这些对象并注入到相应的函数中。这一过程包括依赖的查找、provider的获取、工厂方法的调用以及对象的注入等步骤。

当我们在AngularJS中需要依赖注入时，instanceInjector会首先查询instanceCache，看是否存在所需的依赖。如果存在，则直接注入；否则，任务会转交给providerInjector。providerInjector会在providerCache中查找相应的provider。如果没有找到，就会抛出Unknown Provider异常。如果找到，就会调用其工厂方法$get获取实际的依赖对象，并将其存入instanceCache以备将来使用。这样，我们就能在不同的函数和模块之间灵活地注入依赖。

AngularJS的依赖注入方式也存在一些缺陷。使用单例的instanceInjector来服务全局可能导致无法单独跟踪和控制某一条依赖链条。在不同module中，即使同名provider也没有明确的区分，可能会产生覆盖等问题。对于习惯于Java和C等语言中高级IoC容器的开发者来说，这种方式可能显得有些别扭。在OOP中，我们通常会将依赖通过constructor或setters以属性的形式传递给实例，以实现封装。但无论如何，这种方式在Javascript中已存在多年，并得到了广泛的应用。

尽管AngularJS的依赖注入方式有其独特之处和广泛的应用场景，但随着技术的发展和需求的演变，我们也在不断更为面向对象、更为灵活的依赖注入方式。毕竟，技术的进化总是为了更好地满足实际需求，提供更好的开发体验。近期，JavaScript社区中关于依赖注入的研究和成果引起了广泛关注，特别是对于TypeScript中的装饰器和反射的依赖注入的讨论尤为热烈。尽管我对JavaScript的各种方言保持一定的谨慎态度，但TypeScript的崛起确实让我看到了新的可能性。

TypeScript为JavaScript带来了编译时的类型检查，使得静态语言的一些特性得以在JavaScript中展现。TypeScript支持的装饰器语法和元信息反射功能，为依赖注入的实现提供了更为便捷的途径。与传统的注解相似，装饰器在TypeScript中被广泛应用，为代码的规范和简化提供了强大的工具。

在此，我们以一个示例来展示如何利用TypeScript的新语法来实现依赖注入。假设我们有三个类：Pencil、Eraser和Notebook，它们分别代表铅笔、橡皮和笔记本。我们的Student类则依赖于这三个类。在TypeScript中，我们可以通过装饰器和构造函数来实现依赖注入。

我们定义Student类的构造函数，它需要Pencil、Eraser和Notebook的实例作为参数。然后，我们可以使用装饰器来标记这个构造函数，以便在运行时自动注入所需的依赖。这个过程可以通过一个名为“injector”的工具类来实现。

当injector的resolve方法接收到Student类的构造函数时，它会通过名字来并获取Student类所依赖的实例。这些依赖实例是通过装饰器Inject在运行时动态创建的。在dependenciesMap中存储了所有类的依赖关系，这是装饰器Inject的核心逻辑。

当我们获取到Student类所依赖的对象后，我们需要将这些对象作为构造函数的参数传递给Student类。这个过程可以通过ES6的扩展运算符实现，或者在一个伪造的构造函数中完成。为了保证instanceof操作符的有效性，这个伪造构造函数的prototype属性应指向原构造函数的prototype属性。

通过这种方式，我们可以利用TypeScript的新语法来规范和简化依赖注入的实现，使得代码更加清晰、易于维护。这种方式的灵活性也使得我们可以在不同的环境下使用依赖注入，提高代码的可重用性和可测试性。在代码的世界里，依赖注入是一种强大的技术，它像一股清新的春风，为代码带来了灵活性和可维护性。而今天，我们要介绍的是一种更为激进的依赖注入方式——RadicalInject。

让我们回顾一下之前的依赖注入实现。通过injector和装饰器Inject，我们可以轻松地为类提供依赖。如果我们想要更进一步，将依赖注入深入到类的每一个细节，那么就需要引入RadicalInject。

RadicalInject的实现，需要对TypeScript装饰器的原理和Array.prototype上的reduce方法有更深入的理解。装饰器的使用非常简单，只需要在类定义的上方添加一行代码。而对于RadicalInject来说，它不仅仅是在类上使用，还可以应用到类的每一个方法上。

下面是一个使用RadicalInject的示例：

```typescript

// 定义一个RadicalInject装饰器

function RadicalInject(...dependencies: any[]) {

return function (target: any) {

// 对目标类进行处理

Object.keys(target).forEach((key: string) => {

if (typeof target[key] === 'function') { // 如果是一个方法

// 对方法进行处理，为其注入依赖

const injectedFunc = dependencies.reduce((accumulator, dependency) => {

return function (...args: any[]) {

// 在方法的参数前注入依赖项

const newArgs = [...args, ...Array.isArray(dependency) ? dependency : [dependency]];

return accumulator.apply(this, newArgs);

};

}, target[key]);

// 用注入后的方法替换原方法

target[key] = injectedFunc;

} else if (typeof target[key] === 'object' && target[key].prototype instanceof Function) { // 如果是一个类属性（构造函数）

target[key] = dependencies.reduce((constructor, dependency) => {

return class extends constructor { // 对构造函数进行依赖注入处理

constructor(...args: any[]) {

super(...args, ...Array.isArray(dependency) ? dependency : [dependency]); // 在父类构造函数参数后注入依赖项

}

};

引入一个神奇的装饰器 —— RadicalInject

在编程的世界里，有时我们需要将某些对象或类注入到其他类或对象中，以提供依赖关系。现在，让我们通过一个名为 RadicalInject 的装饰器来这一概念的奇妙之处。这个装饰器可以简化我们的代码，让我们无需手动处理复杂的依赖注入。

让我们看一下 RadicalInject 的实现方式。这个函数接受一系列依赖项作为参数，并返回一个装饰器函数。这个装饰器函数接收一个目标构造函数，然后创建一个新的构造函数，这个新构造函数会处理所有依赖项的创建和注入。在这个过程中，我们使用了模拟构造函数（mockConstructor）和保留构造函数（reservedConstructor）的技巧，以确保我们的代码能够正确地处理依赖项，并且保持原有的继承结构。

接下来，让我们看一个使用 RadicalInject 的示例。假设我们有一个 Student 类，它需要 Notebook、Pencil 和 Eraser 这三个依赖项。通过使用 @RadicalInject(Notebook, Pencil, Eraser) 装饰器，我们可以简化 Student 类的构造过程，无需手动创建和注入这些依赖项。这个装饰器会自动处理这些工作，让我们可以像使用普通构造函数一样使用 Student 类。

这个装饰器的使用非常简单。我们只需要在类声明前添加 @RadicalInject 装饰器，并列出所需的依赖项。然后，我们就可以像使用普通构造函数一样创建 Student 类的实例，无需提供任何参数。当我们调用 Student 类的方法时，它会确保所有依赖项都已正确注入。

例如，我们可以这样创建一个 Student 类的实例：

```typescript

var student = new Student();

```

然后，我们可以调用 student 实例的方法，例如 draw() 和 write()，这些方法的执行会依赖于已注入的依赖项。这些依赖项会按照我们在装饰器中列出的顺序注入到 student 实例中。我们可以放心地调用这些方法，无需担心依赖项的创建和注入问题。

RadicalInject 装饰器为我们提供了一种简单而强大的方式来处理依赖注入问题。它简化了我们的代码，让我们无需手动处理复杂的依赖关系。通过使用这个装饰器，我们可以更加轻松地创建和管理工作中的类和对象。

在那时，由于缺乏相关标准和浏览器厂商的支持，TypeScript在运行时仍然只是纯粹的JavaScript。但这并未阻止AngularJS2团队对新技术特性的与尝试。他们深知，技术的演进总是伴随着挑战与机遇。而正是这样的挑战，激发了开发者们不断和创新的热情。

接下来，我们要介绍的是inversify.js。它在JavaScript技术栈中扮演着一个IoC（控制反转）容器的角色。从JavaScript开始涌现出各种支持高级语言特性的方言时，我们就能预见到IoC容器的出现只是时间问题。而inversify.js，作为基于TypeScript的先行者之一，以其独特的理念和实现方式，吸引了众多开发者的关注。

inversify.js的初始设计目标，是帮助前端工程师在JavaScript中编写符合SOLID原则的代码。SOLID原则，是软件设计领域中的一条重要原则，强调依赖抽象而非具体实现。这一原则的实施，能够使代码更加灵活、可维护和可扩展。而inversify.js正是通过其强大的IoC容器实现，将这一原则在JavaScript中的体现发挥得淋漓尽致。

在inversify.js的代码中，处处体现了对接口的重视和依赖。它鼓励开发者通过接口定义和实现之间的抽象关系，来实现代码的解耦和模块化。这种设计方式，不仅提高了代码的可读性和可维护性，还使得代码更加符合现代软件设计的最佳实践。

inversify.js的出现，是JavaScript技术栈中一次重要的进步。它不仅为开发者提供了强大的IoC容器功能，还鼓励开发者们遵循更好的编程实践，编写出更加优秀、更加健壮的代码。确实，由于 inversify.js 是面向接口的，我们在使用 TypeScript 定义接口时，这些接口在运行时并不会实际存在。在 inversify 中声明依赖时，我们需要使用字符串形式的接口名称，而不是直接的引用。这可能会让代码看起来略显繁琐，但这也是保持代码灵活性和可扩展性的一个重要手段。下面是对你代码的进一步重构和解释。

你的接口定义非常好，明确了各个组件的功能。NotebookInterface、PencilInterface 和 EraserInterface 分别定义了笔记本、铅笔和橡皮的功能，这是一个很好的抽象。StudentInterface 则定义了学生使用的工具，并定义了写和画的方法。

接下来，由于你使用了 inversify.js，你可以利用它的依赖注入功能来简化 Student 类的构造。在 inversify 中，你可以使用 @Inject 装饰器来自动注入依赖，而无需在构造函数中手动指定。这是非常方便的。

由于 interfaces 在运行时并不存在，我们需要使用字符串形式的接口名称来标识我们的依赖。这是 inversify 的一个特点，也是其灵活性的体现。虽然这样做可能看起来略显复杂，但是在大型项目中，这种灵活性是非常重要的。

现在让我们进一步重构代码：

```typescript

import { Inject } from "inversify";

interface Notebook {

printName(): void;

}

interface Pencil {

printName(): void;

}

interface Eraser {

printName(): void;

}

@Inject("Notebook", "Pencil", "Eraser")

class Student {

private notebook: Notebook;

private pencil: Pencil;

private eraser: Eraser;

constructor() {

// 依赖将被自动注入，无需在此手动设置。

}

write() {

console.log('writing...');

this.notebook.printName(); // 使用注入的笔记本对象执行操作

}

draw() {

console.log('drawing...');

// 在这里你可能还想调用铅笔或橡皮的功能，可以根据需要添加代码。

}

}

```

在这个重构后的代码中，我们不再需要显式地在构造函数中指定依赖，而是让 inversify 自动处理这些。这使得代码更加简洁，并且更容易维护。当我们需要添加新的功能或更改现有功能时，只需要在相应的类中添加或修改代码即可，而无需改动其他部分。这就是面向接口的编程带来的好处之一。在JavaScript的世界里，依赖注入是一种强大的技术，它允许我们更好地组织和管理代码，使得我们的应用程序更加灵活和可维护。在这方面，inversify.js库为我们提供了一个非常有用的工具——bind机制。这个机制在接口的字符串形式和具体的构造函数之间搭建了一座桥梁，使得我们可以更轻松地管理不同类型的对象。

我们需要从inversify模块中引入TypeBinding和Kernel。TypeBinding允许我们定义不同类型接口和具体构造函数之间的对应关系，而Kernel则负责管理这些绑定关系。

接着，我们可以通过kernel实例来进行绑定操作。例如，我们可以通过以下代码将NotebookInterface接口与Notebook类、PencilInterface接口与Pencil类、EraserInterface接口与Eraser类以及StudentInterface接口与Student类进行绑定：

```javascript

var kernel = new Kernel();

kernel.bind(new TypeBinding("NotebookInterface", Notebook));

kernel.bind(new TypeBinding("PencilInterface", Pencil));

kernel.bind(new TypeBinding("EraserInterface", Eraser));

kernel.bind(new TypeBinding("StudentInterface", Student));

```

这里的泛型语法确保了我们在编译时能够进行静态类型检查，保证返回值的类型正确。通过绑定操作，我们可以为依赖于特定接口字符串的类提供对应的实例。例如，当我们要使用StudentInterface接口时，可以通过以下方式获取一个Student类的实例：

```javascript

var student: StudentInterface = kernel.resolve("StudentInterface");

```

`student`变量就是一个Student类的实例，我们可以像操作普通对象一样使用它。例如，我们可以调用其笔记本的`printName`方法、铅笔的`printName`方法、橡皮的`printName`方法，以及进行绘画和书写等操作：

```javascript

console.log(student.notebook.printName()); // 输出 "this is a notebook"

console.log(student.pencil.printName()); // 输出 "this is a pencil"

console.log(student.eraser.printName()); // 输出 "this is an eraser"

student.draw(); // 执行绘画操作

student.write(); // 执行书写操作

```

这个流程完成后，你会发现使用起来相当方便。依赖注入是一种强大的技术，它允许我们更好地组织和管理代码，让我们的应用程序更加灵活和可维护。以上就是关于JavaScript技术栈中的依赖注入的全部内容，希望能对大家的学习有所帮助。如有任何疑问或需要进一步了解的内容，请随时与我联系。接下来我们将继续JavaScript的其他技术栈内容。