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简单聊聊VSCode中依赖注入的原理

时间：2023-02-07 18:18

本篇文章给大家浅析VSCode中依赖注入的原理，聊聊依赖注入做了什么？依赖注入怎么做？希望对大家有所帮助！

团队推行「依赖注入」有一段时间了，但每次使用时都觉得很陌生，有很多概念总是不知所云：服务id，服务描述符，服务装饰器等等。

可能是因为不懂得其中原理，使用时都有种「虚」的感觉，最近通过阅读 VS Code 源码，拜读团队大佬的分享文章，力图理清其中的原理，在这里做一个简单的核心逻辑介绍。

依赖注入做了什么

假设以下情况：

服务模块 A，依赖服务 B；
服务模块 B；
功能模块 Feature，依赖服务 A 和 B；

按照普通的写法就是:

class B {}

class A {
    constructor() {
        // 在 A 的构造器中 new B
        this.b = new B();
    }
}

class Feature {
    constructor() {
        this.a = new A();
        this.b = new B();
    }
}

// 使用时
const feature = new Feature();

代码简单明了，存在一些问题，比如：如果 A 和 Feature 依赖的 B 需要是同一个实例，以上的写法将会初始化两个 B 实例。【推荐学习：vscode教程、编程教学】

简单修改一下：

class A {
    constructor(b: B) {
        this.b = b;
    }
}

class Feature {
    constructor(a, b) {
        this.a = a;
        this.b = b;
    }
}

// 使用时
const b = new B();
const a = new A(b);
const feature = new Feature(a, b);

某个模块初始化时，先在外部将其所依赖的模块创建出来，通过参数的形式传入功能模块。这样的写法就是「依赖注入」。

现在这种写法的问题在于：手动传参的形式，必须人工保证 new 的顺序，即必须获得 a, b 实例才能执行 new Feature。

当依赖关系变得复杂时，创建一个功能模块之前很有可能需要无数个基础模块，这时候复杂度将会非常高。类似于这种感觉：

杂乱的依赖关系

想象一种模式：存在一个模块控制器，或者说「服务管理器」来管理这些依赖关系：

class Feature {
    // 声明这个模块依赖 idA, idB
    idA
    idB
}

// 告知「服务管理器」，怎么找对应的模块
services[idA] = A;
services[idB] = B;

// 使用时
const feature = services.createInstance(Feature);

这个 services 承载的不就是之前的「手工」过程吗？
在 createInstance(Feature) 时，分析 Feature 所依赖的模块：

如果所依赖的模块还未创建出实例，递归创建出该服务实例，最终返回；
如果所依赖的模块已有实例，返回该实例；
找齐后通过参数注入 Feature，完成初始化；
VSCode 实现的正是这么一套「依赖注入体系」。

依赖注入怎么做？

要实现这样一套功能，大致需要：

一个类如何声明其依赖的服务 id，即给定一个类，外部如何知道他依赖了哪些服务？
如何管理管理服务？
如何创建某个模块？

下文会实现一个最简单的模型，涵盖主体流程。

添加依赖信息

如何给一个类打上烙印，声明它所依赖的服务呢？
将问题再次抽象：如何给一个类加上额外的信息？
其实，每个类在 es5 下都是 Function，而每个 Function 说到底也只是 Object ，只要给 Object 加上几个字段来标识所需要的服务 id，就可以完成所需要的功能。
通过「参数装饰器」的写法，可以很容易做到这一点：

// 参数装饰器 
const decorator = (
    target: Object, // 被装饰的目标，这里为 Feature
    propertyName: string, 
    index: number // 参数的位置索引
) => {
    target['deps'] = [{        index,        id: 'idA',    }];
}
class Feature {
    name = 'feature';
    a: any;
    constructor(
        // 参数装饰器
        @decorator a: any,
    ) {
        this.a = a;
    }
}
console.log('Feature.deps', Feature['deps']);
// [{ id: 'idA', index: 0 }]

通过这种方式，通过 Feature （之后会称之为构造器 ctor）就可以获取到 serviceId。

服务管理

使用 Map 来进行管理，一个 id 对应一个服务 ctor。

class A {
    name = 'a';
}

// 服务集
class ServiceCollection {
    // 服务集合
    // key 为服务标识
    // value 为 服务ctor
    private entries = new Map<string, any>();

    set(id: string, ctor: any) {
        this.entries.set(id, ctor);   
    }

    get(id: string): any {
        return this.entries.get(id);
    }
}

const services = new ServiceCollection();

// 声明服务 A id 为 idA
services.set('idA', A);

示意图如下：

现在，就可以通过 Feature 来找到所依赖的服务的构造器了

// 通过 Feature 找到所依赖的 A
const serviceId = Feature['deps'][0].id; // idA
console.log(
    'Feature.deps', 
    services.get(serviceId) // A
);

模块创建

具体思路为：

如果所依赖的模块还未创建出实例，递归创建出该服务实例，最终返回；
如果所依赖的模块已有实例，返回该实例；
找齐后通过参数注入 Feature，完成初始化；

这里先上一个简单的 demo，只有一层的依赖（即所依赖的服务没有依赖其他服务），简单的讲，就是没有递归能力：

class InstantiationService {
    services: ServiceCollection;

    constructor(services: ServiceCollection) {
        this.services = services;
    }

    createInstance(ctor: any) {
        // 1. 获取 ctor 依赖的 服务id
        // 结果为: ['idA']
        const depIds = ctor['deps'].map((item: any) => item.id);

        // 2. 获取服务 id 对应的 服务构造器
        // 结果为：[A]
        const depCtors = depIds.map((id: string) => services.get(id));

        // 3. 获取服务实例
        // 结果为: [ A { name: 'a'} ]
        const args = depCtors.map((ctor: any) => new ctor());

        // 4. 依赖的服务作为参数注入，实例化所需要模块
        // 结果为：[ Feature { name: 'feature', a }]
        const result = new ctor(...args);

        return result;
    }
}

const instantiation = new InstantiationService(services);

// 使用时
const feature = instantiation.createInstance(Feature);

至此，依赖注入的核心流程实现完毕，要使用 Feature 时，只需要调用 createInstance，不用管他所依赖的服务是否被初始化，instantiation 帮我们做了这个事情。