golang實現依賴注入

依賴注入是軟體工程中經常使用到的一種技術，它提供了一種控制反轉的機制，把控制權利交給了呼叫方。呼叫方來決定使用哪些引數，哪些物件來進行具體的業務邏輯。

它有幾個好處：
1 它讓呼叫方更靈活。
2 大量減少定義型別的程式碼量
3 增加程式碼的可用性，因為呼叫方只需要關注它需要的引數，不需要顧及它不需要的引數了。

什麼是依賴注入

依賴注入使用最多的應該是java中的spring框架了。依賴注入在使用的時候希望呼叫函式的引數是不固定的。

function Action(a TypeA, b TypeB)

就是說，這個Action在實際呼叫的時候，可以任意加引數，每次加一個引數型別，都有一個容器可以給這個Action呼叫函式傳遞對應的引數物件提供使用。

inject

Golang中也有專案是使用依賴注入實現的，martini就是一個依靠依賴注入實現的web框架，它的作者開源的https://github.com/codegangsta/inject 專案也就很值得我們學習。

這個inject專案很小，實際程式碼就一個檔案，很容易閱讀。

// Injector代表依賴注入的容器需要實現的介面
type Injector interface {
    Applicator // 這個介面用來灌入到一個結構體
    Invoker    // 這個介面用來實際呼叫的，所以可以實現非反射的實際呼叫
    TypeMapper // 這個介面是真正的容器
    // SetParent sets the parent of the injector. If the injector cannot find a
    // dependency in its Type map it will check its parent before returning an
    // error.
    SetParent(Injector) // 表示這個結構是遞迴的
}
 

這個Injector使用三個介面進行組合，每個介面有各自不同的用處。

TypeMapper是依賴注入最核心的容器部分，注入型別和獲取型別都是這個介面承載的。
Invoker和Applicator都是注入部分，Invoker將TypeMapper容器中的資料注入到呼叫函式中。而Applicator將容器中的資料注入到實體物件中。
最後我們還將Injector容器設計為有層級的，在我們獲取容器資料的時候，會先從當前容器找，找不到再去父級別容器中找。

這幾個介面中的TypeMapper又值得看一下：

// TypeMapper represents an interface for mapping interface{} values based on type.
// TypeMapper是用來作為依賴注入容器的,設定的三種方法都是鏈式的
type TypeMapper interface {
    // Maps the interface{} value based on its immediate type from reflect.TypeOf.
    // 直接設定一個物件，TypeOf是key，value是這個物件
    Map(interface{}) TypeMapper
    // Maps the interface{} value based on the pointer of an Interface provided.
    // This is really only useful for mapping a value as an interface, as interfaces
    // cannot at this time be referenced directly without a pointer.
    // 將一個物件注入到一個介面中，TypeOf是介面，value是物件
    MapTo(interface{}, interface{}) TypeMapper
    // Provides a possibility to directly insert a mapping based on type and value.
    // This makes it possible to directly map type arguments not possible to instantiate
    // with reflect like unidirectional channels.
    // 直接手動設定key和value
    Set(reflect.Type, reflect.Value) TypeMapper
    // Returns the Value that is mapped to the current type. Returns a zeroed Value if
    // the Type has not been mapped.
    // 從容器中獲取某個型別的注入物件
    Get(reflect.Type) reflect.Value
}
 

這裡的Map是將資料注入，即將資料型別和資料值進行對映儲存在容器中。MapTo是將資料介面和資料值進行對映儲存在容器中。Set就是手動將資料型別活著資料介面和資料值儲存在容器中。Get則和Set相反。

我們可以看下inject檔案中實現了這個介面的物件：injector

// 實際的注入容器，它實現了Injector的所有介面
type injector struct {
    // 這個就是容器最核心的map
    values map[reflect.Type]reflect.Value
    // 這裡設定了一個parent，所以這個Inject是可以巢狀的
    parent Injector
}

其中的這個map[reflect.Type]reflect.Value就是最核心的。那麼這裡就需要注意到了，這個inject實際上是一個基礎的map，而不是執行緒安全的map。所以如果在併發場景下，不應該在併發請求中進行動態注入或者改變容器元素。否則很有可能出現各種執行緒安全問題。

我們可以看看Map，Set等函式做的事情就是設定這個Map

    i.values[reflect.TypeOf(val)] = reflect.ValueOf(val)

下一個重要的函式就Invoke。

這個Invoke做的事情我們也能很容易想清，根據它本身裡面的函式引數型別，一個個去容器中拿對應值。

// 真實的呼叫某個函式f，這裡的f預設是function
func (inj *injector) Invoke(f interface{}) ([]reflect.Value, error) {
    t := reflect.TypeOf(f)

    var in = make([]reflect.Value, t.NumIn()) //Panic if t is not kind of Func
    for i := 0; i < t.NumIn(); i++ {
        argType := t.In(i)
        val := inj.Get(argType)
        if !val.IsValid() {
            return nil, fmt.Errorf("Value not found for type %v", argType)
        }

        in[i] = val
    }

    return reflect.ValueOf(f).Call(in), nil
}

注：inject相關的中文註釋程式碼解讀在專案：https://github.com/jianfengye/inside-go 中。

go-macaron/inject

無聞在matini基礎上又封裝了一層inject。它使用的方法是直接保留CopyRight的通知，將https://github.com/codegangsta/inject 這個類做了一些修改。

我看了下這些修改，主要是增加了一個FastInvoker

// FastInvoker represents an interface in order to avoid the calling function via reflection.
//
// example:
//  type handlerFuncHandler func(http.ResponseWriter, *http.Request) error
//  func (f handlerFuncHandler)Invoke([]interface{}) ([]reflect.Value, error){
//      ret := f(p[0].(http.ResponseWriter), p[1].(*http.Request))
//      return []reflect.Value{reflect.ValueOf(ret)}, nil
//  }
//
//  type funcHandler func(int, string)
//  func (f funcHandler)Invoke([]interface{}) ([]reflect.Value, error){
//      f(p[0].(int), p[1].(string))
//      return nil, nil
//  }
type FastInvoker interface {
    // Invoke attempts to call the ordinary functions. If f is a function
    // with the appropriate signature, f.Invoke([]interface{}) is a Call that calls f.
    // Returns a slice of reflect.Value representing the returned values of the function.
    // Returns an error if the injection fails.
    Invoke([]interface{}) ([]reflect.Value, error)
}

並且在Invoke呼叫的地方增加了一個分支，如果這個呼叫函式是自帶有Invoke方法的，那麼就用一種不用反射的方式。

func (inj *injector) Invoke(f interface{}) ([]reflect.Value, error) {
    t := reflect.TypeOf(f)
    switch v := f.(type) {
    case FastInvoker:
        return inj.fastInvoke(v, t, t.NumIn())
    default:
        return inj.callInvoke(f, t, t.NumIn())
    }
}

我覺得這個fastInvoke是神來之筆啊。我們使用Golang的inject最害怕的就是效能問題。這裡的Invoke頻繁使用了反射，所以會導致Invoke的效能不會很高。但是我們有了fastInvoke替換方案，當需要追求效能的時候，我們就可以使用fastInvoke的方法進行替換。

示例

所以我下面的這個示例是最好的理解inject的例子：

package main

import "gopkg.in/macaron.v1"

import "github.com/go-macaron/inject"

import "fmt"

import "reflect"

type A struct {
    Name string
}

type B struct {
    Name string
}

func (b *B) GetName() string {
    return b.Name
}

type I interface {
    GetName() string
}

type C struct {
    AStruct A `inject`
    BStruct B `inject`
}

type MyFastInvoker func(arg1 A, arg2 I, arg3 string)

func (invoker MyFastInvoker) Invoke(args []interface{}) ([]reflect.Value, error) {
    if a, ok := args[0].(A); ok {
        fmt.Println(a.Name)
    }

    if b, ok := args[1].(I); ok {
        fmt.Println(b.GetName())
    }
    if c, ok := args[2].(string); ok {
        fmt.Println(c)
    }
    return nil, nil
}

type Invoker2 struct {
    inject.Injector
}

func main() {
    InjectDemo()

    a := &A{Name: "inject name"}
    m := macaron.Classic()
    m.Map(a)
    m.Get("/", func(a *A) string {
        return "Hello world!" + a.Name
    })
    m.Run()
}

func InjectDemo() {
    a := A{Name: "a name"}
    inject1 := inject.New()
    inject1.Map(a)
    inject1.MapTo(&B{Name: "b name"}, (*I)(nil))
    inject1.Set(reflect.TypeOf("string"), reflect.ValueOf("c name"))
    inject1.Invoke(func(arg1 A, arg2 I, arg3 string) {
        fmt.Println(arg1.Name)
        fmt.Println(arg2.GetName())
        fmt.Println(arg3)
    })

    c := C{}
    inject1.Apply(&c)
    fmt.Println(c.AStruct.Name)

    inject2 := inject.New()
    inject2.Map(a)
    inject2.MapTo(&B{Name: "b name"}, (*I)(nil))
    inject2.Set(reflect.TypeOf("string"), reflect.ValueOf("c name"))
    inject2.Invoke(MyFastInvoker(nil))
}

輸出：

a name
b name
c name
a name
b name
c name

上面那個例子能看懂基本就掌握了inject的使用了