续 上集 。 接着要来进一步了解的是 DI 的实现技术,也就是注入相依对象的方式。这里介绍的依赖注入方式,又称为「穷人的 DI」(poor man’s DI),因为这些用法都与特定 DI 工具无关,亦即不使用任何现成的 DI 框架(例如 Unity、Autofac)。毕竟,DI 只是一组设计原则与模式,不依赖任何工具也能实现。
(本文摘自電子書:《 .NET 依賴注入 》)
设计模式梗概
每个模式都描述了一个不断发生在我们周遭的问题,然后描述该问题的核心解法,于是你便可以一再使用该解法,而无须对同样的事情做两次工。
—— Christopher Alexander. A Pattern Language.
除了第 1 章提到的 S.O.L.I.D. 设计原则,在运用 DI 技术时,也经常需要搭配一些设计模式(design patterns),例如 Factory Method(工厂方法)、Decorator(装饰)、Composite(组合)、Adapter(转换器)等等。基于后续章节讨论的必要,本节将介绍几个相关的设计模式。如需比较完整深入的介绍,可参考相关书籍,例如:《面向对象设计模式》、《深入浅出设计模式》、《重构-向范式前进》等等。
小引-电器与接口
日常生活中,四处可见电器用品,例如电视、微波炉、计算机等等。这些电器通常都有条电线,电线尾端是个插头,而当我们要使用这些电器时,就把插头插在墙壁或电源插座上,电器便能够获得所需之电力。一般情况下,没有人会舍插座不用,而把电器的电源线固定焊在墙壁的电源插座。假使真这么做,万一有一天电视或计算机故障而需要维修,那可就麻烦了。
不只电源插座,计算机的 USB 插槽也一样——它们都具备宽松耦合的特性。这里的电源插座或 USB 插槽,对应到软件世界里的概念,便是接口。一个接口就等于是一份规格,而各家厂商所生产的各式各样的电源插座或 USB 插槽,就是遵照其标准规格(接口)所实现出来的产品,或简称实现品。用软件的术语来说,这些实现品就是类型——实现了特定接口的类型。
接口的威力即在于一旦订出标准规格,各家厂商便可依照标准接口来制作各类产品。对使用者来说,好处则是享有多种选择,因为他们不会被特定厂商的产品绑住;只要他们高兴,随时可以更换不同的产品,而且通常是即插即用。在软件的世界里,接口也有同样的好处:让类型与类型之间保持宽松耦合,以便提供随时抽换实现类型的弹性。
Null Object 模式
回到电源插座的例子。如果我们将计算机的电源线从插座上拔起,它们就只是彼此不再连接而已,计算机和插座并不会因此而着火或爆炸。但是在软件程序的世界里,若对象 A 会调用对象 B(对象 A 依赖对象 B),而当你将对象 B 移除,亦即对象 B 不存在时,程序就会发生 NullReferenceException 类型的错误。于是,我们常常会在程序里面加入检查对象参考是否为 null 的逻辑,例如:
if (anObject != null ) anObject.DoSomething(); else DoSomethingElse();
如果在程序中一再重复写这些检查 null 的逻辑,代码便会膨胀,而且在解读程序的主要逻辑时,常常得要跳过这些检查逻辑,多少会形成阅读代码的阻碍。针对此问题,我们可以设计一个空的、完全不做任何事的类型,然后在变量有可能是 null 的地方,让它们指向那个空的对象。这种模式叫做 Null Object。
Null Object 的优点:可减少编写判断对象参考是否为 null 的防错逻辑。但前提是开发人员得知道有 Null Object 可用,否则还是会写出多余的防错代码。
Null Object 类型通常要实现某个接口(或继承自抽象类型),但实现代码完全没做任何事,即所有方法都只是个空壳子,或仅提供无害的默认行为。以程序中常用的 logging(日志)机制为例,我们可以将写入日志的操作定义成一个 ILogger 接口,然后依实际需要实现不同的 logging 类型,例如用来将日志讯息输出至 Console 的 ConsoleLogger。此外,考虑到应用程序有时候可能不需要纪录任何讯息,我们可以实现一个 NullLogger 类型,当作 Null Object 使用。结构图如下。
底下分别是 ILoger 接口以及 NullLogger 和 ConsoleLogger 类型的代码:
public interface ILogger { Log( string msg); } public class NullLogger : ILogger { public void Log( string msg) { // 不做任何事 } } public class ConsoleLogger : ILogger { public void Log( string msg) { Console.WriteLine(msg); } }
像底下这个函式,调用端只要传入 ConsoleLogger 对象,日志讯息就会输出至 Console;而当调用端想要停止记录日志,便可传入 NullLogger 对象。如此一来,就不用在每次写入日志讯息时都重复写一遍检查 logger 对象是否为 null 的防错逻辑。
void DoSomething(ILogger logger) { logger.Log( "开始执行 DoSomething 函式。 " ); .... }
Note: Null Object 本身并不需要「进化」成真正有做事的对象,因为它的存在就是为了提供一个完全不做任何事、不具任何意义的对象。
Decorator 模式
延续前面的 logging 范例,假设想要在每次输出 log 讯息时额外加上当时的日期时间,而且前提是不可修改现有的 ILogger 和 ConsoleLogger 类型,该怎么做?
我们可以使用 Decorator 模式。作法为:设计一个新的类型,此类型不仅要实现 ILogger 接口,而且还需要使用现有的 ConsoleLogger 对象来输出 log 讯息。简单起见,我就把这个类型命名为 DecoratedLogger。代码如下:
public class DecoratedLogger : ILogger { private ILogger logger; public DecoratedLogger(ILogger aLogger) { logger = aLogger; } public void Log( string msg) { logger.Log(DateTime.Now.ToString() + " - " + msg); } }
void DoSomething() { ILogger logger = new DecoratedLogger( new ConsoleLogger()); logger.Log( " Hello, 裝飾模式! " ); }