laravel 服務容器實現原理

前言

通過實現laravel 框架功能，以便深入理解laravel框架的先進思想。

什么是服務容器

服務容器是用來管理類依賴與運行依賴注入的工具。Laravel框架中就是使用服務容器來實現 ** 控制反轉 ** 和 ** 依賴注入 **。

什么是控制反轉（IoC）和依賴注入（DI）

控制反轉(IoC) 就是說把創建對象的** 控制權 **進行轉移，以前創建對象的主動權和創建時機是由自己把控的，而現在這種權力轉移到第三方，也就是 ** Laravel ** 中的容器。

依賴注入（DI）則是幫助容器實現在運行中動態的為對象提供提依賴的資源。

概念容易不太容易讓人理解，舉個栗子：

//我們構建一個人的類和一個狗的類
 class People
{
    public $dog = null;

    public function __construct()
    {
        $this->dog = new Dog();
    }

    public function putDog(){
        return $this->dog->dogCall();
    }

}

class Dog{
    public function dogCall(){
        return '汪汪汪';
    }
}

這個人在遛狗，突然遇到了死對頭，他於是放狗咬人

$people = new People();
$people->putDog();

在這個操作中，people類要執行putDog()這個方法，需要依賴Dog類，一般我們像上面一樣，在people中利用構造函數來添加這個Dog依賴。如果使用控制反轉 依賴注入則是這個樣子

class People
{
    public $dog = null;

    public function __construct(Dog $Dog)
    {
        $this->dog = $dog;
    }

    public function putDog(){
        return $this->dog->dogCall();
    }

}

People類通過構造參數聲明自己需要的 依賴類，由容器自動注入。這樣就實現了程序的有效解耦，好處在這就不多說了。

Laravel容器依賴注入的實現

實現原理需要了解的知識點：

閉包（匿名函數）：
匿名函數（Anonymous functions），也叫閉包函數（closures），允許 臨時創建一個沒有指定名稱的函數

反射：PHP 5 以上版本具有完整的反射 API，添加了對類、接口、函數、方法和擴展進行反向工程的能力。 此外，反射 API 提供了方法來取出函數、類和方法中的文檔注釋

理解了閉包和反射的基本用法我們來看Laravel中是怎么實現容器的，下面代碼是我對laravel框架容器部分代碼的簡化核心版：

lass Container
{
    /**
     *  容器綁定，用來裝提供的實例或者 提供實例的回調函數
     * @var array
     */
    public $building = [];

    /**
     * 注冊一個綁定到容器
     */
    public function bind($abstract, $concrete = null, $shared = false)
    {
        if(is_null($concrete)){
            $concrete = $abstract;
        }

        if(!$concrete instanceOf Closure){
            $concrete = $this->getClosure($abstract, $concrete);
        }

        $this->building[$abstract] =  compact("concrete", "shared");
    }

    //注冊一個共享的綁定 單例
    public function singleton($abstract, $concrete, $shared = true){
        $this->bind($abstract, $concrete, $shared);
    }

    /**
     * 默認生成實例的回調閉包
     *
     * @param $abstract
     * @param $concrete
     * @return Closure
     */
    public function getClosure($abstract, $concrete)
    {
        return function($c) use($abstract, $concrete){
            $method = ($abstract == $concrete)? 'build' : 'make';

            return $c->$method($concrete);
        };
    }

    /**
     * 生成實例 
     */
    public function make($abstract)
    {
        $concrete = $this->getConcrete($abstract);

        if($this->isBuildable($concrete, $abstract)){
            $object = $this->build($concrete);
        }else{
            $object = $this->make($concrete);
        }

        return $object;
    }

    /**
     * 獲取綁定的回調函數
     */
    public function getConcrete($abstract)
    {
        if(! isset($this->building[$abstract])){
            return $abstract;
        }

        return $this->building[$abstract]['concrete'];
    }

    /**
     * 判斷 是否 可以創建服務實體
     */
    public function isBuildable($concrete, $abstract)
    {
        return $concrete === $abstract || $concrete instanceof Closure;
    }

    /**
     * 根據實例具體名稱實例具體對象
     */
    public function build($concrete)
    {
        if($concrete instanceof Closure){
            return $concrete($this);
        }

        //創建反射對象
        $reflector = new ReflectionClass($concrete);

        if( ! $reflector->isInstantiable()){
            //拋出異常
            throw new \Exception('無法實例化');
        }

        $constructor = $reflector->getConstructor();
        if(is_null($constructor)){
            return new $concrete;
        }

        $dependencies = $constructor->getParameters();
        $instance = $this->getDependencies($dependencies);

        return $reflector->newInstanceArgs($instance);

    }

    //通過反射解決參數依賴
    public function getDependencies(array $dependencies)
    {
        $results = [];
        foreach( $dependencies as $dependency ){
            $results[] = is_null($dependency->getClass())
                ?$this->resolvedNonClass($dependency)
                :$this->resolvedClass($dependency);
        }

        return $results;
    }

    //解決一個沒有類型提示依賴
    public function resolvedNonClass(ReflectionParameter $parameter)
    {
        if($parameter->isDefaultValueAvailable()){
            return $parameter->getDefaultValue();
        }
        throw new \Exception('出錯');

    }

    //通過容器解決依賴
    public function resolvedClass(ReflectionParameter $parameter)
    {
        return $this->make($parameter->getClass()->name);

    }

}

容器的工作流程

接着上面遛狗的例子：

//實例化容器類
$app =  new Container();
//向容器中填充Dog
$app->bind('Dog','App\Dog');
//填充People
$app->bind('People', 'App\People');
//通過容器實現依賴注入，完成類的實例化；
$people = $app->make('People');
//調用方法
echo $people->putDog();

上面示例中我們先實例化容器類，然后使用bind()方法 綁定接口和 生成相應的實例的閉包函數。然后使用make() 函數生成實例對象，在make()中會調用 isBuildable($concrete, $abstract) 來判斷 給定的服務實體（$concrete參數）是否可以創建，可以創建 就會調用 build($concrete) 函數 ，build($concrete) 函數會判斷傳的參數是 是** 閉包 還是 具體類名 **，如果是閉包則直接運行，如果是具體類名的話，則通過反射獲取該類的構造函數所需的依賴，完成實例化。

** 重點理解 下面這幾個函數中 反射的用法，應該就很好理解了 **

build($concrete)
getDependencies(array $dependencies)
resolvedNonClass(ReflectionParameter $parameter)
resolvedClass(ReflectionParameter $parameter) ``` 

## 最后 ##
> IoC 理解起來是有點難度，可能文中描述讓你感覺不是很清楚，可以將文中代碼 在php中用debug觀察 運行狀態。
理解了容器的具體實現原理，再去看Laravel中的相關實現，就會感覺豁然開朗。