如何理解laravel 的 IOC 容器

矫情吗；* 2022-04-03 12:40 205阅读 0赞

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学习laravel快小一年了，到现在才去研究laravel 的核心 '容器 IOC' 这些概念. 写项目的时候有大概看看关于IOC 文章， 但是没有深入理解，只是有个概念,赶着写代码， 虽然代码也写的很菜 · - ·

这几天花了点时间研究了一下laravel 的核心 ‘服务容器’ 然后理解了一下关于IOC 的概念. 不敢说百分百掌握了，但是比之前是有一定加深. 所以决定把自己理解的分享一下, 把自己的第一次博文献给laravel. 理解不到位的还请各位大牛多多指正.

# 1.依赖 #

IOC( inversion of controller )叫做控制反转模式，也可以称为(dependency injection ) 依赖注入模式。要理解依赖注入的概念我们先理解下什么依赖

//支付宝支付
    class Alipay {
          public function __construct(){}
    
          public function pay()
          {
              echo 'pay bill by alipay';
          }
    }
    //微信支付
    class Wechatpay {
          public function __construct(){}
    
          public function pay()
          {
              echo 'pay bill by wechatpay';
          }
    }
    //银联支付
    class Unionpay{
          public function __construct(){}
    
          public function pay()
          {
              echo 'pay bill by unionpay';
          }
    }
    
    //支付账单
    class PayBill {
    
          private $payMethod；
    
          public function __construct( )
          {
              $this->payMethod= new Alipay ();
          }
    
          public function  payMyBill()
          {
               $this->payMethod->pay();
          }
    }
    
    
    $pb = new PayBill ();
    $pb->payMyBill();

通过上面的代码我们知道,当我们创建一个class PayBill 的实例的时候, PayBill的构造函数里面有\{ $this->payMethod= new Alipay (); \}, 也就是实例化了一个class Alipay . 这个时候依赖就产生了, 这里可以理解为当我想用支付宝支付的时候, 那我首先要获取到一个支付宝的实例,或者理解为获取支付宝的功能支持. 当用我们完 new 关键字的时候, 依赖其实已经解决了，因为我们获取了Alipay 的实例.

其实在我知道ioc概念之前，我的代码中大部分都是这种模式 ~ \_ ~ . 这种有什么问题呢， 简单来说， 比如当我想用的不是支付宝而是微信的时候怎么办， 你能做的就是修改Payment 的构造函数的代码,实例化一个微信支付Wechatpay.

如果我们的程序不是很大的时候可能还感觉不出什么，但是当你的代码非常复杂，庞大的时候，如果我们的需求经常改变，那么修改代码就变的非常麻烦了。所以ioc 的思想就是不要在 class Payment 里面用new 的方式去实例化解决依赖， 而且转为由外部来负责，简单一点就是内部没有new 的这个步骤，通过依赖注入的方式同样的能获取到支付的实例.

# 2.依赖注入 #

依赖我们知道了是什么意思，那依赖注入又是什么意思呢，我们把上面的代码拓展一下

//支付类接口
    interface Pay
    {
        public function pay();
    }
    
    
    //支付宝支付
    class Alipay implements Pay {
          public function __construct(){}
    
          public function pay()
          {
              echo 'pay bill by alipay';
          }
    }
    //微信支付
    class Wechatpay implements Pay  {
          public function __construct(){}
    
          public function pay()
          {
              echo 'pay bill by wechatpay';
          }
    }
    //银联支付
    class Unionpay implements Pay  {
          public function __construct(){}
    
          public function pay()
          {
              echo 'pay bill by unionpay';
          }
    }
    
    //付款
    class PayBill {
    
          private $payMethod;
    
          public function __construct( Pay $payMethod)
          {
              $this->payMethod= $payMethod;
          }
    
          public function  payMyBill()
          {
               $this->payMethod->pay();
          }
    }
    
    //生成依赖
    $payMethod =  new Alipay();
    //注入依赖
    $pb = new PayBill( $payMethod );
    $pb->payMyBill();

上面的代码中，跟之前的比较的话，我们加入一个Pay 接口， 然后所有的支付方式都继承了这个接口并且实现了pay 这个功能. 可能大家会问为什么要用接口，这个我们稍后会讲到.

当我们实例化PayBill的之前， 我们首先是实例化了一个Alipay，这个步骤就是生成了依赖了，然后我们需要把这个依赖注入到PayBill 的实例当中，通过代码我们可以看到 \{ $pb = new PayBill( payMethod ); \}, 我们是通过了构造函数把这个依赖注入了PayBill 里面. 这样一来 $pb 这个PayBill 的实例就有了支付宝支付的能力了.

把class Alipay 的实例通过constructor注入的方式去实例化一个 class PayBill. 在这里我们的注入是手动注入, 不是自动的. 而Laravel 框架实现则是自动注入.

# 3.反射 #

在介绍IOC 的容器之前我们先来理解下反射的概念(reflection)，因为IOC 容器也是要通过反射来实现的.从网上抄了一段来解释反射是什么意思

"反射它指在PHP运行状态中，扩展分析PHP程序，导出或提取出关于类、方法、属性、参数等的详细信息，包括注释。这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为反射API。反射是操纵面向对象范型中元模型的API，其功能十分强大，可帮助我们构建复杂，可扩展的应用。其用途如：自动加载插件，自动生成文档，甚至可用来扩充PHP语言"

举个简单的例子

class B{
    
    }
    
    
    class A {
    
        public function __construct(B $args)
        {
        }
    
        public function dosomething()
        {
            echo 'Hello world';
        }
    }
    
    //建立class A 的反射
    $reflection = new ReflectionClass('A');
    
    $b = new B();
    
    //获取class A 的实例
    $instance = $reflection ->newInstanceArgs( [ $b ]);
    
    $instance->dosomething(); //输出 ‘Hellow World’
    
    $constructor = $reflection->getConstructor();//获取class A 的构造函数
    
    $dependencies = $constructor->getParameters();//获取class A 的依赖类
    
    dump($constructor);
    
    dump($dependencies);

dump 的得到的$constructor 和 $dependencies 結果如下

//constructor
    ReflectionMethod {#351 
            +name: "__construct" 
            +class: "A" 
            parameters: array:1 [] 
            extra: array:3 [] 
            modifiers: "public"
    }
    
    //$dependencies
    array:1 [
            0 => ReflectionParameter {#352 
             +name: "args"
              position: 0
              typeHint: "B"
          }
    ]

通过上面的代码我们可以获取到 class A 的构造函数，还有构造函数依赖的类，这个地方我们依赖一个名字为 'args' 的量，而且通过TypeHint可以知道他是类型为 Class B; 反射机制可以让我去解析一个类，能过获取一个类里面的属性，方法 ，构造函数， 构造函数需要的参数。 有个了这个才能实现Laravel 的IOC 容器.

# 4.IOC容器 #

接下来介绍一下Laravel 的IOC服务容器概念. 在laravel框架中， 服务容器是整个laravel的核心，它提供了整个系统功能及服务的配置, 调用. 容器按照字面上的理解就是装东西的东西，比如冰箱， 当我们需要冰箱里面的东西的时候直接从里面拿就行了. 服务容器也可以这样理解， 当程序开始运行的时候，我们把我们需要的一些服务放到或者注册到(bind)到容器里面，当我需要的时候直接取出来(make)就行了. 上面提到的 bind 和 make 就是注册 和 取出的 两个动作.

# 5. IOC 容器代码 #

好了，说了这么多，下面要上一段容器的代码了. 下面这段代码不是laravel 的源码， 而是来自一本书《laravel 框架关键技术解析》. 这段代码很好的还原了laravel 的服务容器的核心思想. 代码有点长， 小伙伴们要耐心看. 当然小伙伴完全可以试着运行一下这段代码，然后调试一下，这样会更有助于理解.

<?php 
    
    //容器类装实例或提供实例的回调函数
    class Container {
    
        //用于装提供实例的回调函数，真正的容器还会装实例等其他内容
        //从而实现单例等高级功能
        protected $bindings = [];
    
        //绑定接口和生成相应实例的回调函数
        public function bind($abstract, $concrete=null, $shared=false) {
            
            //如果提供的参数不是回调函数，则产生默认的回调函数
            if(!$concrete instanceof Closure) {
                $concrete = $this->getClosure($abstract, $concrete);
            }
            
            $this->bindings[$abstract] = compact('concrete', 'shared');
        }
    
        //默认生成实例的回调函数
        protected function getClosure($abstract, $concrete) {
            
            return function($c) use ($abstract, $concrete) {
                $method = ($abstract == $concrete) ? 'build' : 'make';
                return $c->$method($concrete);
            };
            
        }
    
        public function make($abstract) {
            $concrete = $this->getConcrete($abstract);
    
            if($this->isBuildable($concrete, $abstract)) {
                $object = $this->build($concrete);
            } else {
                $object = $this->make($concrete);
            }
            
            return $object;
        }
    
        protected function isBuildable($concrete, $abstract) {
            return $concrete === $abstract || $concrete instanceof Closure;
        }
    
        //获取绑定的回调函数
        protected function getConcrete($abstract) {
            if(!isset($this->bindings[$abstract])) {
                return $abstract;
            }
    
            return $this->bindings[$abstract]['concrete'];
        }
    
        //实例化对象
        public function build($concrete) {
    
            if($concrete instanceof Closure) {
                return $concrete($this);
            }
    
            $reflector = new ReflectionClass($concrete);
            if(!$reflector->isInstantiable()) {
                echo $message = "Target [$concrete] is not instantiable";
            }
    
            $constructor = $reflector->getConstructor();
            if(is_null($constructor)) {
                return new $concrete;
            }
    
            $dependencies = $constructor->getParameters();
            $instances = $this->getDependencies($dependencies);
    
            return $reflector->newInstanceArgs($instances);
        }
    
        //解决通过反射机制实例化对象时的依赖
        protected function getDependencies($parameters) {
            $dependencies = [];
            foreach($parameters as $parameter) {
                $dependency = $parameter->getClass();
                if(is_null($dependency)) {
                    $dependencies[] = NULL;
                } else {
                    $dependencies[] = $this->resolveClass($parameter);
                }
            }
    
            return (array)$dependencies;
        }
    
        protected function resolveClass(ReflectionParameter $parameter) {
            return $this->make($parameter->getClass()->name);
        }
    
    }

上面的代码就生成了一个容器,下面是如何使用容器

$app = new Container();
    $app->bind("Pay", "Alipay");//Pay 为接口， Alipay 是 class Alipay
    $app->bind("tryToPayMyBill", "PayBill"); //tryToPayMyBill可以当做是Class PayBill 的服务别名
    
    //通过字符解析，或得到了Class PayBill 的实例
    $paybill = $app->make("tryToPayMyBill"); 
    
    //因为之前已经把Pay 接口绑定为了 Alipay，所以调用pay 方法的话会显示 'pay bill by alipay '
    $paybill->payMyBill();

当我们实例化一个Container得到 $app 后， 我们就可以向其中填充东西了

$app->bind("Pay", "Alipay");
    $app->bind("tryToPayMyBill", "PayBill");

当执行完这两行绑定码后, $app 里面的属性 $bindings 就已经有了array 值，是啥样的呢，我们来看下

array:2 [
     "App\Http\Controllers\Pay" => array:2 [
         "concrete" => Closure {#355 
           class: "App\Http\Controllers\Container" 
           this:Container{[#354](http://127.0.0.4/ioc#sf-dump-254248394-ref2354) …} 
           parameters: array:1 [
             "$c" => []
           ] 
           use: array:2 [
             "$abstract" => "App\Http\Controllers\Pay"
            "$concrete" => "App\Http\Controllers\Alipay"
           ] 
           file: "C:\project\test\app\Http\Controllers\IOCController.php" line:       "119 to 122"
       } 
       "shared" => false 
     ]
    
    "tryToPayMyBill" => array:2 [
         "concrete" => Closure {#359 
             class: "App\Http\Controllers\Container" 
             this:Container{[#354](http://127.0.0.4/ioc#sf-dump-254248394-ref2354) …} 
             parameters: array:1 [
                   "$c" => []
             ] 
             use: array:2 [
                   "$abstract" => "tryToPayMyBill" 
                   "$concrete" => "\App\Http\Controllers\PayBill"
             ] 
             file: "C:\project\test\app\Http\Controllers\IOCController.php" line: "119 to 122"
       } 
         "shared" => false 
     ]
    ]

当执行 $paybill = $app->make("tryToPayMyBill"); 的时候, 程序就会用make方法通过闭包函数的回调开始解析了.

解析'tryToPayBill' 这个字符串， 程序通过闭包函数 和build方法会得到 'PayBill' 这个字符串，该字符串保存在$concrete 上. 这个是第一步. 然后程序还会以类似于递归方式 将$concrete 传入 build() 方法. 这个时候build里面就获取了$concrete = 'PayBill'. 这个时候反射就派上了用场， 大家有没有发现，PayBill 不就是 class PayBill 吗? 然后在通过反射的方法ReflectionClass('PayBill') 获取PayBill 的实例. 之后通过getConstructor()，和getParameters() 等方法知道了 Class PayBill 和 接口Pay 存在依赖

//$constructor = $reflector->getConstructor();
    ReflectionMethod {#374 
        +name: "__construct" 
        +class: "App\Http\Controllers\PayBill" 
        parameters: array:1 [
              "$payMethod" => ReflectionParameter {#371 
                  +name: "payMethod" 
                  position: 0 typeHint: "App\Http\Controllers\Pay"
              }
        ]
         extra: array:3 [
              "file" => "C:\project\test\app\Http\Controllers\IOCController.php"
              "line" => "83 to 86" 
              "isUserDefined" => true 
          ] 
        modifiers: "public"
    }
    
    
    //$dependencies = $constructor->getParameters();
    array:1 [
        0 => ReflectionParameter {#370 
            +name: "payMethod" 
            position: 0 
            typeHint: "App\Http\Controllers\Pay"
            }
    ]

接着，我们知道了有'Pay'这个依赖之后呢，我们要做的就是解决这个依赖，通过 getDependencies($parameters)， 和 resolveClass(ReflectionParameter $parameter) ，还有之前的绑定$app->bind("Pay", "Alipay"); 在build 一次的时候，通过 return new $concrete;到这里我们得到了这个Alipay 的实例

if(is_null($constructor)) {
                return new $concrete;
            }

到这里我们总算结局了这个依赖， 这个依赖的结果就是实例化了一个 Alipay. 到这里还没结束

$instances = $this->getDependencies($dependencies);

上面的$instances 数组只有一个element 那就是 Alipay 实例

array:1 [0 =>Alipay
          {#380}
     ]

最终通过 newInstanceArgs() 方法， 我们获取到了 PayBill 的实例。

return $reflector->newInstanceArgs($instances);

到这里整个流程就结束了， 我们通过 bind 方式绑定了一些依赖关系， 然后通过make 方法 获取到到我们想要的实例. 在make中有牵扯到了闭包函数，反射等概念.

好了，当我们把容器的概念理解了之后，我们就可以理解下为什么要用接口这个问题了. 如果说我不想用支付宝支付，我要用微信支付怎么办，too easy.

$app->bind("Pay", "Wechatpay");
    $app->bind("tryToPayMyBill", "PayBill");
    $paybill = $app->make("tryToPayMyBill"); 
    $paybill->payMyBill();

是不是很简单呢， 只要把绑定从'Alipay' 改成 'Wechatpay' 就行了，其他的都不用改. 这就是为什么我们要用接口. 只要你的支付方式继承了pay 这个接口，并且实现pay 这个方法，我们就能够通过绑定正常的使用. 这样我们的程序就非常容易被拓展，因为以后可能会出现成百上千种的支付方式.

好了，到这里不知道小伙伴有没有理解呢，我建议大家可以试着运行下这些代码, 这样理解起来会更快.同时推荐大家去看看 《laravel 框架关键技术解析》这本书,写的还是不错的.

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