Google - Guice 入门介绍

感谢本文的原作者让我对Guice可以初步的了解一点,出于项目的考虑,有时候Spring并不能作为一个通用的框架,尤其需要一个轻量级的纯DI框架时,个人认为Guice是个不错的选择。在文章最后还附了一段关于Spring和Guice的比较,有兴趣的童鞋可以看看

本文出处:http://blog.csdn.net/derekjiang/article/details/7231490



一. 概述

Guice是一个轻量级的DI框架。本文对Guice的基本用法作以介绍。

本文的所有例子基于Guice 3.0

本文的很多代码来源于Guice主页:http://code.google.com/p/google-guice/wiki/GettingStarted

考虑到是入门介绍,本文中并未涉及到AOP相关内容,如有需要还请参考上面链接。


二. 举例说明Guice的用法

Guice本身只是一个轻量级的DI框架,首先我们通过一个例子来看看怎么使用Guice。

首先有一个需要被实现的接口:

public interface BillingService {

	/**
	 * Attempts to charge the order to the credit card. Both successful and
	 * failed transactions will be recorded.
	 * 
	 * @return a receipt of the transaction. If the charge was successful, the
	 *         receipt will be successful. Otherwise, the receipt will contain a
	 *         decline note describing why the charge failed.
	 */
	Receipt chargeOrder(PizzaOrder order, CreditCard creditCard);
}
然后,有一个实现该接口的实现类:

class RealBillingService implements BillingService {
	private final CreditCardProcessor processor;
	private final TransactionLog transactionLog;

	@Inject
	RealBillingService(CreditCardProcessor processor,
			TransactionLog transactionLog) {
		this.processor = processor;
		this.transactionLog = transactionLog;
	}

	@Override
	public Receipt chargeOrder(PizzaOrder order, CreditCard creditCard) {

	}
}

现在接口有了,实现类也有了,接下来就是如何将接口和实现类关联的问题了,在Guice中需要定义Module来进行关联

public class BillingModule extends AbstractModule {
	@Override
	protected void configure() {

		/*
		 * This tells Guice that whenever it sees a dependency on a
		 * TransactionLog, it should satisfy the dependency using a
		 * DatabaseTransactionLog.
		 */
		bind(TransactionLog.class).to(DatabaseTransactionLog.class);

		/*
		 * Similarly, this binding tells Guice that when CreditCardProcessor is
		 * used in a dependency, that should be satisfied with a
		 * PaypalCreditCardProcessor.
		 */
		bind(CreditCardProcessor.class).to(PaypalCreditCardProcessor.class);
	}
}

好了,现在万事俱备,就让我们一起看看怎么使用Guice进行依赖注入吧:

public static void main(String[] args) {
	
	/* 
	 * Guice.createInjector() takes your Modules, and returns a new Injector 
	 * instance. Most applications will call this method exactly once, in their 
	 * main() method. 
	 */  
	Injector injector = Guice.createInjector(new BillingModule());  
  
	/* 
	 * Now that we've got the injector, we can build objects. 
	 */  
	RealBillingService billingService = injector.getInstance(RealBillingService.class);
}
以上就是使用Guice的一个完整的例子,很简单吧,不需要繁琐的配置,只需要定义一个Module来表述接口和实现类,以及父类和子类之间的关联关系的绑定。本文不对比guice和spring,只是单纯介绍Guice的用法。


三. 绑定方式的介绍

从上面我们可以看出,其实对于Guice而言,程序员所要做的,只是创建一个代表关联关系的Module,然后使用这个Module即可得到对应关联的对象。因此,主要的问题其实就是在如何关联实现类和接口(子类和父类)。

1. 在自定义的Module类中进行绑定

1.1 在configure方法中绑定

1.1.1 链式绑定

链式绑定是最简单,最直接,也是使用最多的绑定方式。

protected void configure() {  
	bind(TransactionLog.class).to(DatabaseTransactionLog.class);  
}
就是直接把一种类型的class对象绑定到另外一种类型的class对象,这样,当外界获取TransactionLog时,其实返回的就是一个DatabaseTransactionLog对象。当然,链式绑定也可以串起来,如:

protected void configure() {  
	bind(TransactionLog.class).to(DatabaseTransactionLog.class);  
  	bind(DatabaseTransactionLog.class).to(MySqlDatabaseTransactionLog.class);  
}
这样,当外界请求TransactionLog时,其实返回的就会是一个MySqlDatabaseTransactionLog对象。

1.1.2 注解(Annotations)绑定
链式绑定针对于同样的类型都绑定到同一种目标类型时,非常好用,但是对于一个接口有多种实现的时候,链式绑定就不好区分该用哪种实现了。可以把Annotations绑定方式看作是链式绑定的一种扩展,专门用来解决这种同一个接口有多种实现的问题。Annotations绑定又可以分为两种,一种是需要自己写Annotations,另外一种则简化了一些。
1.1.2.1 自己写Annotations的方式

首先,写一个注解

import com.google.inject.BindingAnnotation;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.Retention;
import static java.lang.annotation.RetentionPolicy.RUNTIME;
import static java.lang.annotation.ElementType.PARAMETER;
import static java.lang.annotation.ElementType.FIELD;
import static java.lang.annotation.ElementType.METHOD;

@BindingAnnotation
@Target({ FIELD, PARAMETER, METHOD })
@Retention(RUNTIME)
public @interface PayPal {
}
然后,使用这个注解去修饰目标字段或参数,如:

public class RealBillingService implements BillingService {

	@Inject
	public RealBillingService(@PayPal CreditCardProcessor processor,
			TransactionLog transactionLog) {
	}
}

public class RealBillingService implements BillingService {
	@Inject
	@Www
	private CreditCardProcessor processor;
}
最后,在我们进行链式绑定时,就可以区分一个接口的不同实现了,如:

bind(CreditCardProcessor.class)  
    .annotatedWith(PayPal.class)  
    .to(PayPalCreditCardProcessor.class);
这样,被Annotations PayPal?修饰的CreditCardProcessor就会被绑定到目标实现类PayPalCreditCardProcessor。如果有其他的实现类,则可把用不同Annotations修饰的CreditCardProcessor绑定到不同的实现类

1.1.2.2 使用@Named的方式

使用@Named的方式和上面自己写Annotation的方式很类似,只不过做了相应的简化,不再需要自己去写Annotation了。

public class RealBillingService implements BillingService {

	@Inject
	public RealBillingService(@Named("Checkout") CreditCardProcessor processor,
			TransactionLog transactionLog) {
	}
}
直接使用@Named修饰要注入的目标,并起个名字,下面就可以把用这个名字的注解修饰的接口绑定到目标实现类了

bind(CreditCardProcessor.class)  
    .annotatedWith(Names.named("Checkout"))  
    .to(CheckoutCreditCardProcessor.class); 

1.1.3 实例绑定

上面介绍的链式绑定是把接口的class对象绑定到实现类的class对象,而实例绑定则可以看作是链式绑定的一种特例,它直接把一个实例对象绑定到它的class对象上。

bind(String.class)  
    .annotatedWith(Names.named("JDBC URL"))  
    .toInstance("jdbc:mysql://localhost/pizza");  
bind(Integer.class)  
    .annotatedWith(Names.named("login timeout seconds"))  
    .toInstance(10);

需要注意的是,实例绑定要求对象不能包含对自己的引用。并且,尽量不要对那种创建实例比较复杂的类使用实例绑定,否则会让应用启动变慢

1.1.4 Provider绑定
在下面会介绍基于@Provides方法的绑定。其实Provider绑定是基于@Provides方法绑定的后续发展,所以应该在介绍完基于@Provides方法绑定之后再来介绍,不过因为Provider绑定也是在configure方法中完成的,而本文又是按照绑定的位置来组织的,因为就把Provider绑定放在这了,希望大家先跳到后面看过基于@Provides方法的绑定再回来看这段。

在使用基于@Provides方法绑定的过程中,如果方法中创建对象的过程很复杂,我们就会考虑,是不是可以把它独立出来,形成一个专门作用的类。Guice提供了一个接口:

public interface Provider {
	T get();
}
实现这个接口,我们就会得到专门为了创建相应类型对象所需的类:

public class DatabaseTransactionLogProvider implements Provider {
	private final Connection connection;

	@Inject
	public DatabaseTransactionLogProvider(Connection connection) {
		this.connection = connection;
	}

	public TransactionLog get() {
		DatabaseTransactionLog transactionLog = new DatabaseTransactionLog();
		transactionLog.setConnection(connection);
		return transactionLog;
	}
}
这样以来,我们就可以在configure方法中,使用toProvider方法来把一种类型绑定到具体的Provider类。当需要相应类型的对象时,Provider类就会调用其get方法获取所需的对象。

其实,个人感觉在configure方法中使用Provider绑定和直接写@Provides方法所实现的功能是没有差别的,不过使用Provider绑定会使代码更清晰。而且当提供对象的方法中也需要有其他类型的依赖注入时,使用Provider绑定会是更好的选择。

1.1.5 无目标绑定

无目标绑定是链接绑定的一种特例,在绑定的过程中不指明目标,如:

bind(MyConcreteClass.class);  
bind(AnotherConcreteClass.class).in(Singleton.class);
如果使用注解绑定的话,就不能用无目标绑定,必须指定目标,即使目标是它自己。如:

bind(MyConcreteClass.class).annotatedWith(Names.named("foo")).to(MyConcreteClass.class);  
bind(AnotherConcreteClass.class).annotatedWith(Names.named("foo")).to(AnotherConcreteClass.class).in(Singleton.class); 
无目标绑定,主要是用于与被@ImplementedBy 或者 @ProvidedBy修饰的类型一起用。如果无目标绑定的类型不是被@ImplementedBy 或者 @ProvidedBy修饰的话,该类型一定不能只提供有参数的构造函数,要么不提供构造函数,要么提供的构造函数中必须有无参构造函数。因为guice会默认去调用该类型的无参构造函数。

1.1.6 指定构造函数绑定

在configure方法中,将一种类型绑定到另外一种类型的过程中,指定目标类型用那种构造函数生成对象。

public class BillingModule extends AbstractModule {
	@Override
	protected void configure() {
		try {
			bind(TransactionLog.class).toConstructor(
					DatabaseTransactionLog.class
							.getConstructor(DatabaseConnection.class));
		} catch (NoSuchMethodException e) {
			addError(e);
		}
	}
}
这种绑定方式主要用于不方便用注解@Inject修饰目标类型的构造函数的时候。比如说目标类型是第三方提供的类型,或者说目标类型中有多个构造函数,并且可能会在不同情况采用不同的构造函数。

1.1.7 Built-in绑定

Built-in绑定指的是不用程序员去指定,Guice会自动去做的绑定。目前,Guice所支持的Built-in绑定只有对java.util.logging.Logger的绑定。个人感觉,所谓的Built-in绑定,只是在比较普遍的东西上为大家带来方便的一种做法。

@Singleton
public class ConsoleTransactionLog implements TransactionLog {

	private final Logger logger;

	@Inject
	public ConsoleTransactionLog(Logger logger) {
		this.logger = logger;
	}

	public void logConnectException(UnreachableException e) {
		/* the message is logged to the "ConsoleTransacitonLog" logger */
		logger.warning("Connect exception failed, " + e.getMessage());
	}
}

1.2 在@Provides方法中进行绑定

当你只是需要在需要的时候,产生相应类型的对象的话,@Provides Methods是个不错的选择。方法返回的类型就是要绑定的类型。这样当需要创建一个该类型的对象时,该provide方法会被调用,从而得到一个该类型的对象。

public class BillingModule extends AbstractModule {
	@Override  
  protected void configure() {  
    ...  
  }
	@Provides
	TransactionLog provideTransactionLog() {
		DatabaseTransactionLog transactionLog = new DatabaseTransactionLog();
		transactionLog.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost/pizza");
		transactionLog.setThreadPoolSize(30);
		return transactionLog;
	}
}
需要注意的是Provide方法必须被@Provides所修饰。同时,@Provides方法绑定方式是可以和上面提到的注解绑定混合使用的,如:

@Provides 
@PayPal  
CreditCardProcessor providePayPalCreditCardProcessor(  
    @Named("PayPal API key") String apiKey) {  
	PayPalCreditCardProcessor processor = new PayPalCreditCardProcessor();  
	processor.setApiKey(apiKey);  
	return processor;  
}
这样一来,只有被@PayPal修饰的CreditCardProcessor对象才会使用provide方法来创建对象,同时

2. 在父类型中进行绑定

2.1 @ImplementedBy

在定义父类型的时候,直接指定子类型的方式。
这种方式其实和链式绑定的效果是完全一样的,只是声明绑定的位置不同。

和链式绑定不同的是它们的优先级,@ImplementedBy实现的是一种default绑定,当同时存在@ImplementedBy和链式绑定时,链式绑定起作用。

@ImplementedBy(PayPalCreditCardProcessor.class)
public interface CreditCardProcessor {
	ChargeResult charge(String amount, CreditCard creditCard)
			throws UnreachableException;
}
等价于:

bind(CreditCardProcessor.class).to(PayPalCreditCardProcessor.class);

2.2 @ProvidedBy

在定义类型的时候直接指定子类型的Provider类。

@ProvidedBy(DatabaseTransactionLogProvider.class)
public interface TransactionLog {
	void logConnectException(UnreachableException e);

	void logChargeResult(ChargeResult result);
}
等价于:

bind(TransactionLog.class)  
    .toProvider(DatabaseTransactionLogProvider.class); 
并且,和@ImplementedBy类似,@ProvidedBy的优先级也比较低,是一种默认实现,当@ProvidedBy和toProvider函数两种绑定方式并存时,后者有效。

3. 在子类型中进行注入

3.1 构造函数注入

在构造函数绑定中,Guice要求目标类型要么有无参构造函数,要么有被@Inject注解修饰的构造函数。这样,当需要创建该类型的对象时,Guice可以帮助进行相应的绑定,从而生成对象。在Guice创建对象的过程中,其实就是调用该类型被@Inject注解修饰的构造函数,如果没要@Inject注解修饰的构造函数,则调用无参构造函数。在使用构造函数绑定时,无需再在Module中定义任何绑定关系。

这里需要注意的是,Guice在创建对象的过程中,无法初始化该类型的内部类(除非内部类有static修饰符),因为内部类会有隐含的对外部类的引用,Guice无法处理。

public class PayPalCreditCardProcessor implements CreditCardProcessor {
	private final String apiKey;

	@Inject
	public PayPalCreditCardProcessor(@Named("PayPal API key") String apiKey) {
		this.apiKey = apiKey;
	}
}

3.2 属性注入

属性绑定的目的是告诉Guice,当创建该类型的对象时,哪些属性也需要进行依赖注入。用一个例子来看:

首先,有一个接口:

package guice.test;

import com.google.inject.ImplementedBy;

@ImplementedBy(SayHello.class)
public interface Talk {
	public void sayHello();
}

该接口指明了它的实现类SayHello

package guice.test;

public class SayHello implements Talk {
	@Override
	public void sayHello() {
		System.out.println("Say Hello!");

	}
}

接下来就是属性注入的例子:

package guice.test;

import com.google.inject.Inject;

public class FieldDI {
	@Inject
	private Talk bs;

	public Talk getBs() {
		return bs;
	}
}

这里面,指明熟悉Talk类型的bs将会被注入。使用的例子是:

package guice.test;

import com.google.inject.Guice;
import com.google.inject.Injector;

public class Test {
	public static void main(String[] args) {

		Injector injector = Guice.createInjector(new BillingModule());

		FieldDI fdi = injector.getInstance(FieldDI.class);
		fdi.getBs().sayHello();
	}
}

如果我们没有用@Inject修饰Talk bs的话,就会得到如下错误:

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

如果我们用@Inject修饰Talk bs了,但是Talk本身没有被@ImplementedBy修饰的话,会得到如下错误:

Exception in thread "main" com.google.inject.ConfigurationException: Guice configuration errors:  
  
1) No implementation for guice.test.Talk was bound.  
  while locating guice.test.Talk  
    for field at guice.test.FieldDI.bs(FieldDI.java:5)  
  while locating guice.test.FieldDI  
  
1 error  
    at com.google.inject.internal.InjectorImpl.getProvider(InjectorImpl.java:1004)  
    at com.google.inject.internal.InjectorImpl.getProvider(InjectorImpl.java:961)  
    at com.google.inject.internal.InjectorImpl.getInstance(InjectorImpl.java:1013)  
    at guice.test.Test.main(Test.java:24)


另外,属性注入的一种特例是注入provider。如:

public class RealBillingService implements BillingService {
	private final Provider processorProvider;
	private final Provider transactionLogProvider;

	@Inject
	public RealBillingService(Provider processorProvider,
			Provider transactionLogProvider) {
		this.processorProvider = processorProvider;
		this.transactionLogProvider = transactionLogProvider;
	}

	public Receipt chargeOrder(PizzaOrder order, CreditCard creditCard) {
		CreditCardProcessor processor = processorProvider.get();
		TransactionLog transactionLog = transactionLogProvider.get();

		/* use the processor and transaction log here */
	}
}

其中,Provider的定义如下:

public interface Provider {
	T get();
}

3.3 Setter方法注入

有了上面的基础我们再来看Setter注入就非常简单了,只不过在setter方法上增加一个@Inject注解而已。 还是上面的例子,只是有一点修改:

package guice.test;

import com.google.inject.Inject;

public class FieldDI {

	@Inject
	public void setBs(Talk bs) {
		this.bs = bs;
	}

	private Talk bs;

	public Talk getBs() {
		return bs;
	}
}


四. 对象产生的Scopes

在默认情况下,每次通过Guice去请求对象时,都会得到一个新的对象,这种行为是通过Scopes去配置的。
Scope的配置使得我们重用对象的需求变得可能。目前,Guice支持的Scope有@Singleton, @SessionScoped, @RequestScoped。
同样,程序员也可以自定义自己的Scope,本文不涉及自定义scope,如果有兴趣,请参考:http://code.google.com/p/google-guice/wiki/CustomScopes

下面我们就以@Singleton举例说明怎么来告诉Guice我们要以@Singleton的方式产生对象:

1. 在定义子类型时声明

@Singleton
public class InMemoryTransactionLog implements TransactionLog {
	/* everything here should be threadsafe! */
}
2.在module的configure方法中做绑定时声明

bind(TransactionLog.class).to(InMemoryTransactionLog.class).in(Singleton.class);
3.在module的Provides方法里声明

@Provides @Singleton  
TransactionLog provideTransactionLog() {
}
这里有一点需要注意的是,如果发生下面的情况:

bind(Bar.class).to(Applebees.class).in(Singleton.class);  
bind(Grill.class).to(Applebees.class).in(Singleton.class);
这样一共会生成2个Applebees对象,一个给Bar用,一个给Grill用。如果在上面的配置的情况下,还有下面的配置

bind(Applebees.class).in(Singleton.class); 
这样一来,Bar和Grill就会共享同样的对象了。


附:关于选择Spring还是Google-Guice的一些想法


Spring已经出来好多年了,当年是作为轻量级J2EE容器和EJB抗衡的,不过随着技术和时间的发展,Spring越来越全面,越来越强大,也就越来越Heavy了。而且,在使用Spring的过程中,因为所有Bean直接的关联都是在XML配置文件中完成的,于是当系统变大之后,XML配置中的内容会非常的多,感觉会很乱。

Google-Guice是最近几年刚刚出来的一种DI框架,它的好处就是简单,轻量级,快。Guice中的Bean之间的关联都是在Module中定义的,如果需要定义不同的关联,则需要定义不同的Module,这点相对来说会麻烦一些,但是这种使用Annotation和Module的方式,对于程序员来说,可能会感觉更为直接。另外,Guice启动的时候比Spring要快很多,据说要快100倍,这主要是因为Spring要去读配置文件,要Parse XML文件。但是个人感觉这种快,其实作用有限,因为这种速度的差异,只是在load Bean的时候,当Bean都已经被load到内存之后,其实就没什么差别了,所以Guice快只是快在启动阶段。


关于在做项目时,到底选择Spring还是选择Guice呢? 个人感觉,如果你原来一直在使用Spring或者Guice,那么其实完全没有必要换,因为这样会带来额外的复杂度。原来熟悉那个用那个就OK了。 如果Spring和Guice都没用过,或者说都用过,那么我觉得就看项目需要了,如果项目需要的仅仅是个DI容器,那么我觉得Guice就足够了,好处就是简单,上手快,启动快;如果项目需要更多功能,要和其他的框架进行兼容,那么个人感觉选择Spring仍然是不错的选择,比较Spring出道时间长,和很多成熟框架之间都有很好的兼容,虽然Guice新的版本已经可以支持AOP功能,并且也可以支持和一些其他框架进行兼容,但是Guice想要在短时间内取代Spring,个人感觉还是非常难的。

Guice与Spring的对比
  Spring Guice
使用XML 使用将类与类之间的关系隔离到xml中,由容器负责注入被调用的对象,因此叫做依赖注入 不使用xml,将类与类之间的关系隔离到Module中,声名何处需要注入,由容器根据Module里的描述,注入被调用的对象。
使用Annotation   使用
支持自定义Annotation标注,对于相同的接口定义的对象引用,为它们标注上不同的自定义Annotation注释,就可以达到同一个类里边的同一个接口的引用,注射给不同的实现,在Module里用标注做区分,灵活性大大增加。
使用Annotation也未必是好事,范型等新特性也未必是好事,目前大多的服务器均不支持jdk1.5,wls要9以前才支持,而目前的客户由于价格原因也很少选用wls9的,至少我们做过的项目中都没有。功能再强,客户不需要,何用?
运行效率 装载spring配置文件时,需解析xml,效率低,getBean效率也不高,不过使用环境不会涉及到getBean,只有生产环境的时候会用到getBean,在装载spring应用程序的时候,已经完成全部的注射,所以这个低效率的问题不是问题。 使用Annotation,cglib, 效率高与spring最明显的一个区别,spring是在装载spring配置文件的时候把该注入的地方都注入完,而Guice呢,则是在使用的时候去注射,运行效率和灵活性高。
类耦合度 耦合度低,强调类非侵入,以外部化的方式处理依赖关系,类里边是很干净的,在配置文件里做文章,对类的依赖性极低。 高,代码级的标注,DI标记@inject侵入代码中,耦合到了类层面上来,何止侵入,简直侵略,代码耦合了过多guice的东西,大大背离了依赖注入的初衷,对于代码的可维护性,可读性均不利
类编写时 需要编写xml,配置Bean,配置注入 只需声明为@inject,等着被注入,
最后在统一的Module里声明注入方式
仅支持IOC 否,spring目前已经涉猎很多部分 是,目前仅仅是个DI容器
是否易于代码重构 统一的xml配置入口,更改容易 配置工作是在Module里进行,和spring异曲同功
支持多种注入方式 构造器,setter方法 Field,构造器,setter方法
灵活性  

1,如果同一个接口定义的引用需要注入不同的实现,就要编写不同的Module,烦琐

2,动态注入

如果你想注射的一个实现,你还未知呢,怎么办呢,spring是没办法,事先在配置文件里写死的,而Guice就可以做到,就是说我想注射的这个对象我还不知道注射给谁呢,是在运行时才能得到的的这个接口的实现,所以这就大大提高了依赖注射的灵活性,动态注射。

与现有框架集成度 1, 高,众多现有优秀的框架(如struts1.x等)均提供了spring的集成入口,而且spring已经不仅仅是依赖注入,包括众多方面。
2, Spring也提供了对Hibernate等的集成,可大大简化开发难度。
3, 提供对于orm,rmi,webservice等等接口众多,体系庞大。
1,可以与现有框架集成,不过仅仅依靠一个效率稍高的DI,就想取代spring的地位,有点难度。
配置复杂度 在xml中定位类与类之间的关系,难度低 代码级定位类与类之间的关系,难度稍高


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