实战设计模式——使用IoC模式（控制反转或依赖注入）实现松散耦合设计（1）

1，关于IOC模式 

先看一些名词含义：

IOC： Inversion of control 控制反转，简称

DI： Dependency Injection 依赖注入,简称

DIP： 依赖倒置原则 一种软件架构设计的原则（抽象概念），“设计模式使用场景及原则”一篇中介绍过设计模式的几种原则之一。

IoC容器：依赖注入的框架，用来映射依赖，管理对象创建和生存周期（DI框架）。

（1）IOC和DI，是站在不同角度的描述，本身是同一个概念

先说说这两个对于初次接触到的同学难以理解的概念，首先这两个东东是一回事，只是因为角度不同，有了两个名字。

举个不太恰当的例子，比如一个人，爸爸叫你儿子，爷爷叫你孙子，那这个儿子和孙子都是你，是同一个人，只是站的角度不同，这么说容易理解了吧。

依赖注入（DI）是从应用程序的角度在描述，可以把依赖注入描述完整点：应用程序依赖容器创建并注入它所需要的外部资源；

而控制反转（IOC）是从容器的角度在描述，描述完整点：容器控制应用程序，由容器反向的向应用程序注入应用程序所需要的外部资源。

（2）是一种大粒度的设计模式

和GOF的23种设计模式相比较。IOC模式（通常中文称"依赖注入"或“依赖倒置”），由于出现时间比较晚，没有被收录。

其次和23种设计模式相比较，它的粒度更大一些，和MVC模式一样，通常到架构层面了，而不是具体代码片段级别。理解到这里就可以了。

但它仍然是设计模式，只是和23种设计模式比，23种模式是战术层面，IOC模式是战略层面的。 

依赖注入映射到面向对象程序开发中就是：高层类应该依赖底层基础设施来提供必要的服务。

编写松耦合的代码说起来很简单，但是实际上写着写着就变成了紧耦合。

一个比较难理解的正式定义如下：

依赖注入（Dependency Injection），是这样一个过程：由于某客户类只依赖于服务类的一个接口，而不依赖于具体服务类，所以客户类只定义一个注入点。

在程序运行过程中，客户类不直接实例化具体服务类实例，而是客户类的运行上下文环境或专门组件负责实例化服务类，然后将其注入到客户类中，保证客户类的正常运行。

下面的说明比较容易理解： 

     理解DI的关键是：“谁依赖谁，为什么需要依赖，谁注入谁，注入了什么”，那我们来深入分析一下： 

　　●谁依赖于谁：当然是应用程序依赖于IoC容器； 

　　●为什么需要依赖：应用程序需要IoC容器来提供对象需要的外部资源； 

　　●谁注入谁：很明显是IoC容器注入应用程序某个对象，应用程序依赖的对象； 

　　●注入了什么：就是注入某个对象所需要的外部资源（包括对象、资源、常量数据）。 

　　IoC和DI由什么关系呢？其实它们是同一个概念的不同角度描述，由于控制反转概念比较含糊（可能只是理解为容器控制对象这一个层面，很难让人想到谁来维护对象关系），

     所以2004年大师级人物Martin Fowler又给出了一个新的名字：“依赖注入”，相对IoC 而言，“依赖注入”明确描述了“被注入对象依赖IoC容器配置依赖对象”。 

2，依赖注入的作用

依赖注入不是目的，它是一系列工具和手段。

最终的目的是帮助我们开发出松散耦合(loose coupled)、可维护、可测试的代码和程序。

这条原则的做法是大家熟知的面向接口，或者说是面向抽象编程。 

常见的三层架构中，虽然表面上表现、业务、数据分层设计。但在数据库层往往会产生一些与具体业务有关的类，而且如果不严格遵循代码规范，会导致产生表现层直接new数据层的情况。

如果要换个数据源呢？假如不使用ADO.NET等试，改为Http呢？这将是领域逻辑层和表现层与之耦合的代码要进行大量更动。 

这样使得整个系统紧耦合，并且可测试性差。

在系统设计过程中，各个类从上层到下层类之间必然会产生耦合，如果完全没有耦合，那么这个类或程序集就可以从项目中移除了。

因此如何使之达到松散耦合，从而提高可测试性呢？依赖注入将能很好的解决上述问题。 

3，IOC模式应用示例

下面以一个简单购物过程为例来说明IOC模式如何实现松散耦合。

（1）传统三层模式



代码如下：

public class DalSqlServer
{
public void Add()
{
Console.WriteLine("在数据库中添加一条订单！");
}
}

public class Order
{
private readonly DalSqlServer dal = new  DalSqlServer();//添加一个私有变量保存数据库操作的对象
public void Add()
{
dal.Add();
}
}

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Order order = new Order();
order.Add();
Console.Read();

}
}

运行结果：



 上面的代码看着功能都实现了，然而突然老板说，SqlServer要花钱买，我们使用免费的Access吧，好吧，那就改改喽。改动后如下：

这时，我们只能再增加一个DalAcess类，来解决，代码如下：

public class DalAccess
{
public void Add()
{
Console.WriteLine("在Access数据库中添加一条订单！");
}
}

public class Order
{
private readonly DalAccess dal = new DalAccess();//添加一个私有变量保存Access数据库操作的对象
public void Add()
{
dal.Add();
}
}

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Order order = new Order();
order.Add();
Console.Read();

}
}

运行结果：



正在这时，老板来了，说最近生意好，订单剧增，改成MySql数据库吧，蒙蔽了吧，示例代码中只有一个Add（）的方法，可实际项目中，不知道有多少工作量了。

（2）使用IOC模式改进

只所以在需求变化时，我们的代码改动量如此之大，是因为耦合，耦合，耦合。

前面说了耦合不可能不存在，如果不存在，那这个代码就可以从项目中移除了，但是要让让代码可维护性强，就必须使用模式化的开发

当然依赖注入就能解决上述问题，依赖注入（DI），它提供一种机制，将需要依赖（低层模块）对象的引用传递给被依赖（高层模块）对象

我们示例中低层模块就是DalSqlServer,DalAccsess,DalMySql等，高层模块就是Order.

那么如何在Order内部不依赖DalSqlServer,DalAccsess,DalMySql的情况下传递呢，

这就需要对DalSqlServer,DalAccsess,DalMySql进行抽象设计，我们设计一个IData数据接口对象，让DalSqlServer,DalAccsess,DalMySql去具体实现它，

在传递过程中，我们只需要订单处理Order和数据接口层IData耦合，这样，即使数据库再变化，但IData是稳定的。也不需要再改动Order中的代码了。是不是很不错的解耦呢？

改进后如下：



代码如下：

public class DalOracle : IData
{
public void Add()
{
Console.WriteLine("在Oracle数据库中添加一条订单！");
}
}

public class DalAccess : IData
{
public void Add()
{
Console.WriteLine("在Access数据库中添加一条订单！");
}
}

public class DalMySql : IData
{
public void Add()
{
Console.WriteLine("在MySql数据库中添加一条订单！");
}
}

public class DalSqlServer : IData
{
public void Add()
{
Console.WriteLine("在SqlServer数据库中添加一条订单！");
}
}

定单处理类：

public class Order
{
private IData idata; //定义私有变量保存抽象出来的数据接口

/// <summary>
/// 通过构造函数注入
/// </summary>
/// <param name="iData"></param>
public Order(IData iData)
{
this.idata = iData; //传递依赖
}

public void Add()
{
idata.Add();
}
}

展示：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//定义空订单
Order order=null;

//使用SqlServer
order = new Order(new DalSqlServer());
order.Add();

//使用Oracle
order = new Order(new DalOracle());
order.Add();

//使用Accesss
order = new Order(new DalAccess());
order.Add();

//使用MySql
order = new Order(new DalMySql());
order.Add();

Console.Read();
}
}

 这样就可以随意切换数据库了，运行结果如下：



（3）更进一步改进，控制反转

上面说到站在另一个角度讲，我们把选择数据库的权限交给第三方，是不是可以不用每次在创建订单时都指定依赖对象（即具体数据类），也就是控制反转。

针对上面的每次指定依赖对象的问题，处理的方式很多，最简单的我们可以通过一个配置文件来指定所使用的具体数据库，在传递时通过反射的方式来映射数据类。

这样就就灵活多了。

4，IOC注入的几种方式

 （1）构造函数注入

上面示例就是这种方式

（2）属性注入

public class Order
{
public IData Idata{get;set;}

public void Add()
{
this.Idata.Add();
}
}

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//定义空订单
Order order=null;

//使用SqlServer
order = new Order();
order.Idata = new DalSqlServer();
order.Add();

//使用Oracle
order = new Order();
order.Idata = new DalOracle();
order.Add();

//使用Accesss
order = new Order();
order.Idata = new DalAccess();
order.Add();

//使用MySql
order = new Order();
order.Idata = new DalMySql();
order.Add();

Console.Read();
}
}

（3）方法注入

public class Order
{
private IData idata; //私有变量保存抽象接口

//通过Idata方法传递依赖
public void Idata(IData idata)
{
this.idata = idata;
}
public void Add()
{
this.idata.Add();
}
}

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//定义空订单
Order order=null;

//使用SqlServer
order = new Order();
order.Idata( new DalSqlServer());
order.Add();

//使用Oracle
order = new Order();
order.Idata(new DalOracle());
order.Add();

//使用Accesss
order = new Order();
order.Idata(new DalAccess());
order.Add();

//使用MySql
order = new Order();
order.Idata(new DalMySql());
order.Add();

Console.Read();
}
}

5，IOC容器（或DI框架） 

对于大型项目来说，相互依赖的组件比较多。如果还用手动的方式，自己来创建和注入依赖的话，显然效率很低，而且往往还会出现不可控的场面。正因如此，IoC容器诞生了。IoC容器实际上是一个DI框架，它能简化我们的工作量。它包含以下几个功能： 

动态创建、注入依赖对象。
管理对象生命周期。
映射依赖关系。 

比如比较知名的“基于DDD的现代ASP.NET开发框架--ABP”使用Castle Windsor框架处理依赖注入。它是最成熟的DI框架之一。还有很多其他的框架，如Unity，Ninject，StructureMap，Autofac等等。

下面是园友整理出来的一些常用的IOC容器及官网：

(1). Ninject: http://www.ninject.org/
(2). Castle Windsor: http://www.castleproject.org/container/index.html
(3). Autofac: http://code.google.com/p/autofac/
(4). StructureMap： http://docs.structuremap.net/
(5). Unity： http://unity.codeplex.com/
(6). MEF: http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/dd460648.aspx
(7). Spring.NET： http://www.springframework.net/
(8). LightInject: http://www.lightinject.net/ （推荐使用Chrome浏览器访问）

6，总结

（1）依赖注入，是一种结构型的设计模式，即IOC模式。

（2）IOC意思为控制反转和依赖注入是同一概念的不同角度的说法。

（3）依赖注入是让我们的应用程序依赖于抽象出来的服务类的接口，而不是具体的服务类，从而在具体的服务类发生需求变化时，我们注入新的服务接口，做到松散耦合。

（4）依赖注入有三种简单的方式，即构造函数注入，属性注入，方法注入。

（5）在大型项目中为了解决手动创建注入的效率低下，诞生了IOC容器，常见的有：Unity、Ninject、StructureMap、Autofac、Spring.NET等。

7，源代码

https://github.com/yubinfeng/BlogExamples.git