深入理解Angular中的依赖注入

时间：2021-05-02 08:18:24|栏目：AngularJS|点击：次

一、什么是依赖注入

控制反转（IoC）

控制反转的概念最早在2004年由Martin Fowler提出，是针对面向对象设计不断复杂化而提出的一种设计原则，是利用面向对象编程法则来降低应用耦合的设计模式。

IoC强调的是对代码引用的控制权由调用方转移到了外部容器，在运行是通过某种方式注入进来，实现了控制反转，这大大降低了程序之间的耦合度。依赖注入是最常用的一种实现IoC的方式，另一种是依赖查找。

依赖注入（Dependency Injection）

当然，按照惯例我们应该举个例子，哦对，我们主要说明的是依赖注入，依赖查找请自行查阅资料。

假设我们有一个能做汉堡的设备(HRobot)，需要用肉（meat）和一些沙拉（salad）作为原料，我们可以这样实现：

export class HRobot {
  public meat: Meat;
  public salad: Salad;
  constructor() {
    this.meat = new Meat();
    this.salad = new Salad();
  }
  cook() {}
}

看一下好像没有什么问题，可能你已经发现，我们的原材料都是放在机器里面的，如果我们想吃别的口味的汉堡恐怕就要去乡村基了。

为了可以吃到别的口味的汉堡，我们不得不改造一下我们的HRobot:

export class HRobot {
  public meat: Meat;
  public salad: Salad;
  constructor(public meat: Meat, public salad: Salad) {
    this.meat = meat;
    this.salad = salad;
  }
  cook() {}
}

现在，只要要直接给它meat和salad就好了，我们的HRobot()并不需要知道给它的是什么样的meat：

let hRobot = new HRobot(new Meat(), new Salad());

比如，我们想吃鸡肉汉堡，只需要个它一块鸡肉就好：

class Chicken extends Meat {
  meat = 'chiken';
}

let cRobot = new HRobot(new Chicken(), new Salad());

感觉还不错，我们再也不会为了吃一个鸡肉汉堡大费周章的去改造一台机器，这太不可思议了。

我可能想到了，你还是懒得弄块鸡肉给它，这时候可以使用工厂函数:

export class HRobotFactory {
  createHRobot() {
    let robot = new HRobot(this.createMeat(), this.createSalad());
  }

  createMeat() {
    return new Meat();
  }

  creatSalad() {
    return new Salad();
  }
}

现在有了工厂，就有源源不断的汉堡可以吃了，开不开心，惊不惊喜？

好吧，没有最懒，只有更懒，连工厂都懒得管理我也是无话可说，幸运的是我们有Angular提供的依赖注入框架，它可以让你伸手就有汉堡吃！

二、 Angular依赖注入

在介绍Angular依赖注入之前，先来理一下三个概念：

注入器（Injector）：就想制造工厂，提供了一系列的接口，用于创建依赖对象的实例。
提供商（Provider）：用于配置注入器，注入器通过它来创建被依赖对象的实例，Provider把令牌(Token)映射到工厂方法，被依赖的对象就是通过这个方法创建的。
依赖（Denpendence）：指定了被依赖对象的类型，注入器会根据此类型创建对应的对象。

说了半天到底是什么样的？

用代码示例如下：

var injector = new Injector(...);
var robot = injector.get(HRobot);
robot.cook();

Injector()的实现如下：

import { ReflecttiveInjector } form '@angular/core';

var injector = ReflectiveInjector.resolveAndCreat([
  {provide: HRobot, useClass: HRobot},
  {provide: Meat, useClass: Meat},
  {provide: Salad, useClass: Salad}
]);

还有注入器是这样知道知道初始化HRobot需要依赖Meat和Salad:

export class Robot {
  //...
  consructor(public meat: Meat, public salad: Salad) {}
  //...
}

当然，看了头大是应该的，因为上面的东西压根就不需要自己动手写，Angular的依赖注入框架已经自动帮我们完成了（注入器的生成和调用）。

1. 在组件中注入服务

Angular在底层做了大量的初始化工作，这极大地降低了我们使用依赖注入的成本，现在要完成依赖注入，我们只需要三步：

通过import导入被依赖的对象服务
在组件中配置注入器。在启动组件时，Angular会读取@Component装饰器里的providers元数据，它是一个数组，配置了该组件需要使用的所有依赖，Angular的依赖注入框架会根据这个列表去创建对应的示例。
在组件构造函数中声明需要注入的依赖。注入器会根据构造函数上的声明，在组件初始化时通过第二步中的providers元数据配置依赖，为构造函数提供对应的依赖服务，最终完成依赖注入。

例子来了：

// app.component.ts
//...
// 1. 导入被依赖对象的服务
import { MyService } from './my-service/my-service.service';

@Component({
  //...
  // 2. 在组件中配置注入器
  providers: [
    MyService
  ]
  //...
})

export class AppComponent {
  // 3. 在构造函数中声明需要注入的依赖
  constructor(private myService: MyService) {}
}

2. 在服务中注入服务

除了组件依赖服务，服务间依的相互调用也很寒常见。例如我们想给我们的汉堡机器人加上一个计数器，来记录它的生产状况，但是计数器又依靠电源来工作，我们就可以用一个服务来实现：

// power.service.ts

import { Injectable } from '@angular/core';

@Injectable()
export class PowerService {
  // power come from here..
}


// count.service.ts

import { Injectable } from '@angular/core';
import { PowerService } from './power/power.service';

@Injectable()
export class CountService {
  constructor(private power: PoowerService) {}
}

// app.component.ts  这里是当前组件，其实模块中的注入也一样，后面讲到
//...
providers: [
  CountService,
  PowerService
]

这里需要注意的是@Injectable装饰器是非必须的，因为只有一个服务依赖其他服务的时候才必须需要使用@Injectable显式装饰，来表示这个服务需要依赖，所以我们的PowerService并不是必须加上@Injectable装饰器的，可是，Angular官方推荐是否依赖其他服务，都应该使用@Injectable来装饰服务。

3. 在模块中注入服务

在模块中注册服务和在组件中注册服务的方法是一样的，只是在模块中注入的服务在整个组件中都是可用的。

// app.module.ts
import { BrowserModule } from '@angular/platform-browser';
import { NgModule } from '@angular/core';

import { AppComponent } from './app.component';
@NgModule({
 declarations: [
  AppComponent,
 ],
 imports: [
  BrowserModule
 ],
 providers: [CountService, PowerService],
 bootstrap: [AppComponent]
})
export class AppModule { }

与在组件中注入不同的是，在Angular应用启动的时候，它好首先加载这个模块需要的所有依赖，，此时会生成一个全局的根注入器，由该依赖创建的依赖注入对象会再整个应用中可见，并共享一个实例。

Angular没有模块级作用域这个概念，只有应用程序级作用域和组件级作用域，这种设计主要是考虑模块的扩展性，一个应用通常由多个模块合并和成，在@NgModule中注册的服务，默认在整个应用中可用。

下面说两种特殊情况：

假设在两个模块中使用同样的Token注入了同一个服务，并且这两个模块先后导入到了根组件中：

// ...
@NgModule({
imports: [
 AModule,
 BModule
]
// ...
})

那么后面导入的模块中的服务会覆盖前面导入模块中的服务，也就是说BModule中的服务会覆盖AModule中的服务，即使是在AModule中注入的服务，同样使用的是BMoudle中提供的实例。

还是假设两个模块同样使用同一个Token注入了同一个服务，但是BModule模块是导入在AModule模块中的：

// a.module.ts
// ...
@NgModule({
 imports: [BModule]
})

那么这种情况下两个模块使用的都是AModule中注入的服务。可以推断出在根模块中注入的服务是拥有最高优先级的，你可以在任何地方放心使用。

三、Provider

1. Provider的理解

Provider是有必要单独提出来一节的，上面第二节中我们其实只是简单的使用了其中一种的provider下面来详细说一下Provider

在Angular中，Provider描述了注入器(Injector)如何初始化令牌(Token)所对应的依赖服务。Provider一个运行时的依赖，注入器依靠它来创建服务对象的实例。

比如我们上面用到的例子：

// ...
@Component({
  //...
  // 2. 在组件中配置注入器
  providers: [
    MyService
  ]
  //...
})

实际上它的完整形式应该是这样的：

@Component({
  //...
  // 2. 在组件中配置注入器
  providers: [
    {provide: MyService, useClass: MyService}
  ]
  //...
})

所以说我们上面只使用了一种provider: 类Provider（ClassProvider）。

2. Provider注册方式

上面提到我只使用了其中一种注册方式，那么下面介绍Angular中提供的四中常见的注册方式：

类Provider（ClassProvider）
值Provider（ValueProvider）
别名Provider（ExistingProvider）
工厂Provider（FactoryProvider）

1. 类Provider

类Provider 基于令牌（Token）指定依赖项，这种方式可是让依赖被动态指定为其他不同的具体实现，只要接口不变，对于使用方就是透明的。比如数据渲染服务（Render），Render服务对上层提供的接口是固定的，倒是底层的渲染方式可以不同：

```ts
var inject = Injector.resolveAndCreate([
  {provide: Render, useClass: DomRender}
  //{provide: Render, useClass: DomRender} // canvas 渲染方式
  //{provide: Render, useClass: DomRender} // 服务的想染方式
])

// 调用方不用做任何修改
class AppComponent {
  construtor(private render: Render) {}
}
```

2. 值Provider

由于依赖的对象并不一定都是类，也可以是字符串、常量、对象等其他数据类型的，这可以方便用在全局变量、系统相关参数配置场景中。在创建Provider对象的时候，只需要使用useValue就可以声明一个值Provider：

```ts
let freeMan = {
  freeJob: boolen;
  live: () => {return 'do something u cant do'}
};

@Component({
  // ...
  providers: [
    {provide: 'someone', useValue: freeMan}
  ]
})
```

3. 别名Provider

有了别名Provider，我们就可以在一个Provider中配置多个令牌（Token），其对于的对象指向同一个实例，从而实现了多个依赖、一个对象实例的作用：

  // ...
  providers: [
    {provider: Power1, useClass: PowerService},
    {provider: Power2, useClass: PowerService}
  ]
  // ...

仔细想想，这样对吗？

显然是不对的，如果两个都使用了useClass那么按照令牌，将会创建两个不同的实例出来，那么应该怎么实现两个令牌同一个实例呢？答案是使用useExistiong:

  // ...
  providers: [
    {provider: Power1, useClass: PowerService},
    {provider: Power2, useExisting: PowerService}
  ]
  // ...

4. 工厂Provider

工厂Provider允许我们根据不同的条件来实例化不同的服务，比如，我们在开发环境需要打印日志，但是在实际部署的时候可能并不需要打印这些东西，那么我们总不可能去找到整个应用中所有的console.log()这样的方法吧，这个时候我们可以使用工厂provider来帮我们处理，我们只需要在工厂provider中设定一个条件，使其能够根据条件返回实例化我们需要的服务就可以了。为了实现这样的功能我们可以在根模块中这样注入：

```ts
// app.module.ts
@NgModule({
// ...
providers: [
  HeroService,
  ConsoleService,
  {
    provide: LoggerService, 
    useFactory: (consoleService) => {
      return new LoggerService(true, consoleService);
    },
    deps: [ConsoleService]
  }
],
bootstrap: [AppComponent]
})
export class AppModule { }

哦哦，那两个服务是这样写的：

  // console.service.ts
  // ...
  export class ConsoleService {
    log(message) {
      console.log(`ConsoleService: ${message}`);
    }
  }

  // logger.service.ts
  // ...
  export class LoggerService {
    constructor(private enable: boolean, 
      consoleService: ConsoleService
    ) { }

    log(message: string) {
      if (this.enable) {
        console.log(`LoggerService: ${message}`);
      }
    }
  }

然后在组件构造函数中写上需要的服务就好。

四、限定方式的依赖注入

想象一场景，你应用中的某个服务的provider被当做无效代码删掉了，那么你的应用可能就会出问题。还好这个问题早在设计的时候就已经考虑到了，我们可以使用Angular提供的@Optional和@Host装饰器来解决这个问题。

Optional可以兼容依赖不存在的情况，提高系统的健壮性；@Host可以限定查找规则，明确实例化的位置，避免一些莫名的共享对象问题。

@Optional

借助@Optional就可以实现可选注入：

// app.component.ts
// ...
import { Optional } from '@angular/core';
constructor(@Optional() private logger: LoggerService) {
  if (this.logger) {
    this.logger.log('i am choosed');
  }
}

像例子中的那样只需要在宿主组件(Host Component)的构造函数中增加@Optional装饰器即可。

需要注意的是，上面例子中的LoggerService并不是不存在，只是并没有根据providers元数据中配置被实例化出来。

@Host

Angular中依赖查找的规则是按照注入器从当前组件向父组件查找，直到找到要注入的依赖位置，如果找不到就会报错。我们可以使用Angular提供的@Host装饰器来解决这个问题。

宿主组件如果一个组件注入了依赖项，那么这个组件就是这个依赖的宿主组件；如果这个组件通过<ng-content>被嵌入到了父组件，那这个父组件就是这个依赖的宿主组件。

1、宿主组件是当前组件

我们给组件构造函数加上@Host装饰器：

 // ...
 @Component({
   selector: 'parent',
   template: `
     <h1>这里是父组件</h1>
   `
 })
 constructor(
   @Host()
   logger: LoggerService) {}
   // 加上@Host之后会报错，因为我们并没有在这个组件中注入LoggerService

   // 但是我们可以加上@Optional来避免报错
   //@Host()
   //@Optional()
   //logger: LoggerService) {}
 )

2、宿主组件是父组件

我们修改一下上面的组件为父组件：

 // parent.component.ts
 // ...
 @Component({
   selector: 'parent',
   template: `
     <h1>这里是父组件</h1>
     <ng-content></content>
   `
   // 在父组件中注入 LoggerService
   providers: [LoggerService] 
 })
 constructor() {}

增加一个子组件：

 // child.component.ts
 // ...
 @Component({
   selector: 'child',
   template: `
     <h1>这里是子组件</h1>
   `
 })
 constructor(
   @Host()
   @Optional()
   logger: LoggerService) 
 ){}

当然<parent>标签中应该这样写:

 <parent>
   <child></child>
 </parent>

因为此时宿主组件是父组件，所以我们在父组件中注入LoggerService Angular注入器会自动向上查找，找到ParentComponet中的配置，从而完成注入。

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