作者：软件质量保障
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Hello，小伙伴们好久不见。这段时间项目并发，手上有多个项目在跟进，还有专项在做，可谓是鸭梨山大。​
针对 Java 中的依赖注入、控制反转概念，想必测试同学都不陌生（面试八股文走起....），恰好这段时间做的专项有使用到这些技术，“实践出真知”，经过动手操作获得知识要比啃概念理解的更深刻记忆的更牢固。下面就聊聊我对依赖注入的理解。当然，作为 “非专业开发”，文中如有纰漏之处，还请各位同行赐教，给我留言指出，我好及时订正，以免造成误导。
概述

In software engineering, dependency injection is a technique whereby one object (or static method) supplies the dependencies of another object. A dependency is an object that can be used (a service).

这是维基百科的定义，但它并不是特别容易理解。在开始介绍依赖注入之前，让我们了解下编程中的依赖是什么意思。当 A 类使用 B 类的某些功能时，则表示 A 类具有 B 类的依赖关系。
在 Java 中，在使用其他类的方法之前，我们首先需要创建该类的对象（即 A 类需要创建 B 类的实例）。因此，将创建对象的任务转移给容器（例如 spring 容器），并直接使用依赖项称为依赖注入，下面这张图就描绘的比较生动形象。

依赖注入的实现

依赖注入能够消除程序开发中的硬编码式的对象间依赖关系，使应用程序松散耦合、可扩展和可维护，将依赖性问题的解决从编译时转移到运行时。

假设要实现发送电子邮件的功能，如果不考虑依赖注入，我们可以像下面这样实现。
EmailService 类包含将电子邮件消息发送到收件人电子邮件地址的逻辑。代码如下所示：

package cn.qa.dependencyInjection.service;
​
public class EmailService {
​
    public void sendEmail(String message, String receiver){
        //logic to send email
        System.out.println("Email sent to "+receiver+ " with Message="+message);
    }
}
package cn.qa.dependencyInjection.application;
​
import cn.qa.dependencyInjection.service.EmailService;
​
public class MyApplication {
​
    private EmailService email = new EmailService();
​
    public void processMessages(String msg, String rec){
        //do some msg validation, manipulation logic etc
        this.email.sendEmail(msg, rec);
    }
}
​```

测试代码如下，将MyApplicationTest类作为发送电子邮件客户端逻辑。

package cn.qa.dependencyInjection.application;
​
class MyApplicationTest {
​
public static void main(String[] args) {
MyApplication app = new MyApplication();
app.processMessages("Hi Pankaj", "pankaj@abc.com");
}
}

乍一看，上面的实现似乎没有什么问题，事实上这样写的代码逻辑有一定的局限性。
MyApplication类负责初始化电子邮件服务，然后使用邮件服务发送邮件，但这会导致硬编码依赖。如果将来我们想切换到其他高级电子邮件服务，则需要更改 MyApplication类中依赖服务，这使得我们的应用程序难以扩展，如果电子邮件服务用于多个类，那改起来就更难了。
如果我们想扩展我们的应用程序以提供额外的通讯功能，例如 SMS 或 Facebook消息，那么我们需要为此编写另一个应用程序，同样这也将涉及应用程序类和客户端类中的代码更改。
测试应用程序将非常困难，因为我们的应用程序直接创建电子邮件服务实例，我们无法在测试类中Mock这些对象。
现在让我们看看如何应用依赖注入模式来解决上述问题。Java实现依赖注入需要注意以下几点：

服务组件应设计有基类或接口。

消费者类应该按照服务接口来实现。

注入器类实现初始化服务和消费者类。


三者关系如下：



服务组件
定义MessageService为服务实现的接口类。

package cn.qa.dependencyInjection.service;
​
public interface MessageService {
​
void sendMessage(String msg, String rec);
}

下面来实现MessageService接口的电子邮件EmailServiceImpl和短信服务SMSServiceImpl代码如下：

package cn.qa.dependencyInjection.serviceImpl;
​
import cn.qa.dependencyInjection.service.MessageService;
​
public class EmailServiceImpl implements MessageService {
​
@Override
public void sendMessage(String msg, String rec){
System.out.println("Email sent to "+rec+ " with Message="+msg);
}
}
​
package cn.qa.dependencyInjection.serviceImpl;
​
import cn.qa.dependencyInjection.service.MessageService;
​
public class SMSServiceImpl implements MessageService {
​
@Override
public void sendMessage(String msg, String rec) {
//logic to send SMS
System.out.println("SMS sent to "+rec+ " with Message="+msg);
}
}

我们需要的依赖注入的服务已经开发完毕，现在我们可以开发消费者类了。
服务消费者
Consumer为消费者类接口：

package cn.qa.dependencyInjection.consumer;
public interface Consumer {
void processMessages(String msg, String rec);
}

消费者类实现代码如下所示。

package cn.qa.dependencyInjection.application;
​
import cn.qa.dependencyInjection.consumer.Consumer;
import cn.qa.dependencyInjection.service.MessageService;
​
public class MyDIApplication implements Consumer {
​
private MessageService service;
​
public MyDIApplication(MessageService svc){
this.service=svc;
}
@Override
public void processMessages(String msg, String rec){
//do some msg validation, manipulation logic etc
this.service.sendMessage(msg, rec);
}
}

可以看到我们的应用程序类只是在调用服务接口类，使用服务接口调用可以使我们通过Mock MessageService的方式轻松测试应用程序，当然这个过程发生在服务运行时而不是编译时。
现在我们准备开发依赖注入器类。
依赖注入器类
定义一个MessageServiceInjector接口类。

package cn.qa.dependencyInjection.injector;
import cn.qa.dependencyInjection.consumer.Consumer;
public interface MessageServiceInjector {
public Consumer getConsumer();
}

现在，为每个服务SMSService/EmailService创建如下注入器类：

package cn.qa.dependencyInjection.injector;
import cn.qa.dependencyInjection.application.MyDIApplication;
import cn.qa.dependencyInjection.consumer.Consumer;
import cn.qa.dependencyInjection.serviceImpl.EmailServiceImpl;
public class EmailServiceInjector implements MessageServiceInjector{
@Override
public Consumer getConsumer() {
return new MyDIApplication(new EmailServiceImpl());
}
}
package cn.qa.dependencyInjection.injector;
import cn.qa.dependencyInjection.application.MyDIApplication;
import cn.qa.dependencyInjection.consumer.Consumer;
import cn.qa.dependencyInjection.serviceImpl.SMSServiceImpl;
public class SMSServiceInjector implements MessageServiceInjector{
@Override
public Consumer getConsumer() {
return new MyDIApplication(new SMSServiceImpl());
}
}

现在看看我们的客户端应用程序将如何通过一段简单的代码调用SMSService/EmailService服务。

package cn.qa.dependencyInjection.application;
​
import cn.qa.dependencyInjection.consumer.Consumer;
import cn.qa.dependencyInjection.injector.EmailServiceInjector;
import cn.qa.dependencyInjection.injector.MessageServiceInjector;
import cn.qa.dependencyInjection.injector.SMSServiceInjector;
​
public class MyMessageDITest {
​
public static void main(String[] args) {
String msg = "Hi QA";
String email = "QA@abc.com";
String phone = "4088888888";
MessageServiceInjector injector = null;
Consumer app = null;
​
//Send email
injector = new EmailServiceInjector();
app = injector.getConsumer();
app.processMessages(msg, email);
​
//Send SMS
injector = new SMSServiceInjector();
app = injector.getConsumer();
app.processMessages(msg, phone);
}
}
​```

代码中可以看到，服务类是在注入器中创建的。此外，如果我们进一步扩展我们的应用程序以实现 Facebook 消息发送，我们将只需要编写服务类和注入器类。
因此依赖注入解决了硬编码依赖的问题，并使我们的应用程序灵活且易于扩展。
下面让我们看看通过 Mock 注入器和服务类来测试应用程序类是多么容易。
测试用例

package cn.qa.dependencyInjection.application;
import cn.qa.dependencyInjection.consumer.Consumer;
import cn.qa.dependencyInjection.injector.MessageServiceInjector;
import cn.qa.dependencyInjection.service.MessageService;
import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
​
public class MyDIApplicationJUnitTest {
​
    private MessageServiceInjector injector;
    @Before
    public void setUp(){
        // mock the injector with anonymous class
        injector = new MessageServiceInjector() {
​
            @Override
            public Consumer getConsumer() {
                //mock the message service
                return new MyDIApplication(new MessageService() {
                    @Override
                    public void sendMessage(String msg, String rec) {
                        System.out.println("Mock Message Service implementation");
                    }
                });
            }
        };
    }
​
    @Test
    public void test() {
        Consumer consumer = injector.getConsumer();
        consumer.processMessages("Hi Pankaj", "pankaj@abc.com");
    }
​
    @After
    public void tear(){
        injector = null;
    }
}

使用 DI 的优缺点

优点：
有助于单元测试。
依赖项的初始化是由依赖注入器完成的，因此样板代码减少了。
扩展应用程序变得更容易。
有助于松散耦合，这点在应用程序编程中很重要。
缺点：
学习起来有点复杂，如果过度使用会导致依赖管理不当问题。
许多编译时错误被推送到运行时才能发现。
能够高效实现 DI 的框架
Spring
Google Guice (本文不对 guice 不做赘述，后面会单独出一篇文章详细介绍)。