javascript中的依賴注入【轉】

本來打算寫篇文章介紹下控制反轉的常見模式-依賴注入。在翻看資料的時候，發現了一篇好文Dependency injection in JavaScript，就不自己折騰了，結合自己理解翻譯一下，好文共賞。

我喜歡引用這樣一句話‘編程是對複雜性的管理’。可能你也聽過計算機世界是一個巨大的抽象結構。我們簡單的包裝東西並重復的生產新的工具。思考那麼一下下，我們使用的編程語言都包括內置的功能，這些功能可能是基於其他低級操作的抽象方法，包括我們是用的javascript。
遲早，我們都會需要使用別的開發者開發的抽象功能，也就是我們要依賴其他人的代碼。
我希望使用沒有依賴的模塊，顯然這是很難實現的。即使你創建了很好的像黑盒一樣的組件，但總有個將所有部分合並起來的地方。
這就是依賴注入起作用的地方，當前來看，高效管理依賴的能力是迫切需要的，本文總結了原作者對這個問題的看法。

目標

假設我們有兩個模塊，一個是發出ajax請求的服務，一個是路由：

var service = function() {
    return { name: 'Service' };
}
var router = function() {
    return { name: 'Router' };
}

下面是另一個依賴了上述模塊的函數：

var doSomething = function(other) {
    var s = service();
    var r = router();
};

爲了更有趣一點，該函數需要接受一個參數。當然我們可以使用上面的代碼，但是這不太靈活。
如果我們想使用ServiceXML、ServiceJSON，或者我們想要mock一些測試模塊，這樣我們不能每次都是編輯函數體。
爲了解決這個現狀，首先我們提出將依賴當做參數傳給函數，如下：

var doSomething = function(service, router, other) {
    var s = service();
    var r = router();
};

這樣，我們把需要的模塊的具體實例傳遞過來。
然而這樣有個新的問題：想一下如果dosomething函數在很多地方被調用，如果有第三個依賴條件，我們不能改變所有的調用doSomething的地方。
舉個小栗子：
假如我們有很多地方用到了doSomething：

//a.js
var a = doSomething(service,router,1)
//b.js 
var b = doSomething(service,router,2)
// 假如依賴條件更改了，即doSomething需要第三個依賴，才能正常工作
// 這時候就需要在上面不同文件中修改了，如果文件數量夠多，就不合適了。
var doSomething = function(service, router, third,thother) {
    var s = service();
    var r = router();
    //***
};

因此，我們需要一個幫助我們來管理依賴的工具。這就是依賴注入器想要解決的問題，先看一下我們想要達到的目標：

可以註冊依賴
注入器應該接受一個函數並且返回一個已經獲得需要資源的函數
我們不應該寫複雜的代碼，需要簡短優雅的語法
注入器應該保持傳入函數的作用域
被傳入的函數應該可以接受自定義參數，不僅僅是被描述的依賴。
看起來比較完美的列表就如上了，讓我們來嘗試實現它。

requirejs/AMD的方式
大家都可能聽說過requirejs，它是很不錯的依賴管理方案。

define(['service', 'router'], function(service, router) {       
    // ...
});

這種思路是首先聲明需要的依賴，然後開始編寫函數。這裏參數的順序是很重要的。我們來試試寫一個名爲injector的模塊，可以接受相同語法。

var doSomething = injector.resolve(['service', 'router'], function(service, router, other) {
    expect(service().name).to.be('Service');
    expect(router().name).to.be('Router');
    expect(other).to.be('Other');
});
doSomething("Other");

這裏稍微停頓一下，解釋一下doSomething的函數體，使用expect.js來作爲斷言庫來確保我的代碼能像期望那樣正常工作。體現了一點點TDD（測試驅動開發）的開發模式。

下面是我們injector模塊的開始，一個單例模式是很好的選擇，因此可以在我們應用的不同部分運行的很不錯。

var injector = {
    dependencies: {},
    register: function(key, value) {
        this.dependencies[key] = value;
    },
    resolve: function(deps, func, scope) {

    }
}

從代碼來看，確實是一個很簡單的對象。有兩個函數和一個作爲存儲隊列的變量。
我們需要做的是檢查deps依賴數組，並且從dependencies隊列中查找答案。剩下的就是調用.apply方法來拼接被傳遞過來函數的參數。

//處理之後將依賴項當做參數傳入給func

resolve: function(deps, func, scope) {
    var args = [];
    //處理依賴，如果依賴隊列中不存在對應的依賴模塊，顯然該依賴不能被調用那麼報錯，
    for(var i=0; i<deps.length, d=deps[i]; i++) {
        if(this.dependencies[d]) {
            args.push(this.dependencies[d]);
        } else {
            throw new Error('Can\'t resolve ' + d);
        }
    }
    //處理參數，將參數拼接在依賴後面，以便和函數中參數位置對應
    return function() {
        func.apply(scope || {}, args.concat(Array.prototype.slice.call(arguments, 0)));
    }        
}

如果scope存在，是可以被有效傳遞的。Array.prototype.slice.call(arguments, 0)將arguments(類數組)轉換成真正的數組。
目前來看很不錯的，可以通過測試。當前的問題時，我們必須寫兩次需要的依賴，並且順序不可變動，額外的參數只能在最後面。

反射實現

從維基百科來說，反射是程序在運行時可以檢查和修改對象結構和行爲的一種能力。
簡而言之，在js的上下文中，是指讀取並且分析對象或者函數的源碼。看下開頭的doSomething，如果使用doSomething.toString() 可以得到下面的結果。

function (service, router, other) {
    var s = service();
    var r = router();
}

這種將函數轉成字符串的方式賦予我們獲取預期參數的能力。並且更重要的是，他們的name。
下面是Angular依賴注入的實現方式，我從Angular那拿了點可以獲取arguments的正則表達式：

/^function\s*[^\(]*\(\s*([^\)]*)\)/m

這樣我們可以修改resolve方法了：

這裏，我將測試例子拿上來應該更好理解一點。

var doSomething = injector.resolve(function(service, other, router) {
    expect(service().name).to.be('Service');
    expect(router().name).to.be('Router');
    expect(other).to.be('Other');
});
doSomething("Other");

繼續來看我們的實現。

resolve: function() {
    // agrs 傳給func的參數數組，包括依賴模塊及自定義參數
    var func, deps, scope, args = [], self = this;
    // 獲取傳入的func，主要是爲了下面來拆分字符串
    func = arguments[0];
    // 正則拆分，獲取依賴模塊的數組
    deps = func.toString().match(/^functions*[^(]*(s*([^)]*))/m)[1].replace(/ /g, '').split(',');
    //待綁定作用域，不存在則不指定
    scope = arguments[1] || {};
    return function() {
        // 將arguments轉爲數組
        // 即後面再次調用的時候，doSomething("Other");   
        // 這裏的Other就是a，用來補充缺失的模塊。
        var a = Array.prototype.slice.call(arguments, 0);
        //循環依賴模塊數組
        for(var i=0; i<deps.length; i++) {
            var d = deps[i];
            // 依賴隊列中模塊存在且不爲空的話，push進參數數組中。
            // 依賴隊列中不存在對應模塊的話從a中取第一個元素push進去(shift之後，數組在改變)
            args.push(self.dependencies[d] && d != '' ? self.dependencies[d] : a.shift());
        }
        //依賴當做參數傳入
        func.apply(scope || {}, args);
    }        
}

使用這個正則來處理函數時，可以得到下面結果：

["function (service, router, other)", "service, router, other"]

我們需要的只是第二項，一旦我們清除數組並拆分字符串，我們將會得到依賴數組。主要變化在下面：

var a = Array.prototype.slice.call(arguments, 0);

...

args.push(self.dependencies[d] && d != '' ? self.dependencies[d] : a.shift());

這樣我們就循環遍歷依賴項，如果缺少某些東西，我們可以嘗試從arguments對象中獲取。
幸好，當數組爲空的時候shift方法也只是返回undefined而非拋錯。所以新版的用法如下：

//不用在前面聲明依賴模塊了

var doSomething = injector.resolve(function(service, other, router) {
    expect(service().name).to.be('Service');
    expect(router().name).to.be('Router');
    expect(other).to.be('Other');
});
doSomething("Other");

這樣就不用重複聲明瞭，順序也可變。我們複製了Angular的魔力。
然而，這並不完美，壓縮會破壞我們的邏輯，這是反射注入的一大問題。因爲壓縮改變了參數的名稱所以我們沒有能力去解決這些依賴。例如：

// 顯然根據key來匹配就是有問題的了

var doSomething=function(e,t,n){var r=e();var i=t()}

Angular團隊的解決方案如下：

var doSomething = injector.resolve(['service', 'router', function(service, router) {

}]);

看起來就和開始的require.js的方式一樣了。作者個人不能找到更優的解決方案，爲了適應這兩種方式。最終方案看起來如下：

var injector = {
    dependencies: {},
    register: function(key, value) {
        this.dependencies[key] = value;
    },
    resolve: function() {
        var func, deps, scope, args = [], self = this;
        // 該種情況是兼容形式，先聲明
        if(typeof arguments[0] === 'string') {
            func = arguments[1];
            deps = arguments[0].replace(/ /g, '').split(',');
            scope = arguments[2] || {};
        } else {
            // 反射的第一種方式
            func = arguments[0];
            deps = func.toString().match(/^function\s*[^\(]*\(\s*([^\)]*)\)/m)[1].replace(/ /g, '').split(',');
            scope = arguments[1] || {};
        }
        return function() {
            var a = Array.prototype.slice.call(arguments, 0);
            for(var i=0; i<deps.length; i++) {
                var d = deps[i];
                args.push(self.dependencies[d] && d != '' ? self.dependencies[d] : a.shift());
            }
            func.apply(scope || {}, args);
        }        
    }
}

現在resolve接受兩或者三個參數，如果是兩個就是我們寫的第一種了，如果是三個，會將第一個參數解析並填充到deps。
下面就是測試例子(我一直認爲將這段例子放在前面可能大家更好閱讀一些。)：

// 缺失了一項模塊other
var doSomething = injector.resolve('router,,service', function(a, b, c) {
    expect(a().name).to.be('Router');
    expect(b).to.be('Other');
    expect(c().name).to.be('Service');
});
// 這裏傳的Other將會用來拼湊
doSomething("Other");

可能會注意到argumets[0]中確實了一項，就是爲了測試填充功能的。

直接注入作用域
有時候，我們使用第三種的注入方式，它涉及到函數作用域的操作(或者其他名字，this對象)，並不經常使用

var injector = {
    dependencies: {},
    register: function(key, value) {
        this.dependencies[key] = value;
    },
    resolve: function(deps, func, scope) {
        var args = [];
        scope = scope || {};
        for(var i=0; i<deps.length, d=deps[i]; i++) {
            if(this.dependencies[d]) {
                //區別就在這裏了，直接將依賴加到scope上
                //這樣就可以直接在函數作用域中調用了
                scope[d] = this.dependencies[d];
            } else {
                throw new Error('Can\'t resolve ' + d);
            }
        }
        return function() {
            func.apply(scope || {}, Array.prototype.slice.call(arguments, 0));
        }        
    }
}

我們做的就是將依賴加到作用域上，這樣的好處是不用再參數里加依賴了，已經是函數作用域的一部分了。

var doSomething = injector.resolve(['service', 'router'], function(other) {
    expect(this.service().name).to.be('Service');
    expect(this.router().name).to.be('Router');
    expect(other).to.be('Other');
});
doSomething("Other");

結束語
依賴注入是我們所有人都做過的事情中的一種，可能沒有意識到罷了。即使沒有聽過，你也可能用過很多次了。
通過這篇文章對於這個熟悉而又陌生的概念的瞭解加深了不少，希望能幫助到有需要的同學。最後個人能力有限，翻譯有誤的地方歡迎大家指出，共同進步。
再次感謝原文作者原文地址

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