依赖注入（Dependency Injection, DI）在 iOS 开发中的应用

news2024/12/23 14:42:36

在 iOS 开发中，我们经常会遇到类与类之间存在依赖关系的情况。例如，一个视图控制器可能需要一个服务对象来处理数据，这种情况下，视图控制器就依赖于这个服务对象。传统的做法是直接在视图控制器中创建服务对象，但这会导致类之间的紧密耦合，降低代码的可维护性和可测试性。为了改善这一点，我们可以使用依赖注入（Dependency Injection, DI）模式。

在这里插入图片描述

入门

什么是依赖注入？

依赖注入是一种设计模式，用于解除对象之间的依赖关系。通过依赖注入，一个类所依赖的对象（即依赖）由外部传递给它，而不是在类内部自己创建。这样可以降低类之间的耦合度，提高代码的可维护性和可测试性。

依赖注入的类型

依赖注入主要有三种类型：构造函数注入、属性注入和方法注入。

1. 构造函数注入

构造函数注入是通过构造函数将依赖对象传递给类。构造函数注入通常是最常用和推荐的方式，因为依赖在对象创建时就被注入，从而确保了对象的完整性。

class AuthService {
    private let userManager: UserManagerProtocol

    init(userManager: UserManagerProtocol) {
        self.userManager = userManager
    }

    func authenticate() {
        guard let user = userManager.currentUser else {
            print("No user to authenticate")
            return
        }
        print("Authenticating user: \(user.name)")
    }
}
2. 属性注入

属性注入是通过设置类的属性将依赖对象传递给类。属性注入允许在对象创建之后再注入依赖，适用于那些在对象创建时不需要立即使用依赖的情况。

class AuthService {
    var userManager: UserManagerProtocol?

    func authenticate() {
        guard let userManager = userManager, let user = userManager.currentUser else {
            print("No user to authenticate")
            return
        }
        print("Authenticating user: \(user.name)")
    }
}

// 使用时
let authService = AuthService()
authService.userManager = UserManager.shared
authService.authenticate()
3. 方法注入

方法注入是通过方法参数将依赖对象传递给类。方法注入适用于那些只在特定方法调用时才需要依赖的情况。

class AuthService {
    func authenticate(userManager: UserManagerProtocol) {
        guard let user = userManager.currentUser else {
            print("No user to authenticate")
            return
        }
        print("Authenticating user: \(user.name)")
    }
}

// 使用时
let authService = AuthService()
authService.authenticate(userManager: UserManager.shared)

依赖注入的好处

  1. 提高代码的可测试性：通过依赖注入，可以轻松地替换依赖对象，从而进行单元测试。例如，可以在测试中注入一个模拟对象（mock object）来验证依赖类的行为。

  2. 减少类之间的耦合：依赖注入使类只依赖于接口或抽象类，而不是具体实现，从而降低了类之间的耦合度。

  3. 提高代码的灵活性和复用性：通过依赖注入，可以轻松地替换依赖对象，从而实现不同的功能或行为。例如，可以注入不同的实现来实现不同的策略模式。

使用依赖注入框架

在实际开发中，我们可以使用依赖注入框架来管理和注入依赖对象。Swinject 是一个流行的 Swift 语言依赖注入框架，可以帮助我们轻松实现依赖注入。

Swinject 示例

以下是一个使用 Swinject 的简单示例：

import Swinject

// 定义协议
protocol UserManagerProtocol {
    var currentUser: UserProtocol? { get }
}

// 定义实现类
class UserManager: UserManagerProtocol {
    static let shared = UserManager()
    var currentUser: UserProtocol?

    private init() {}
}

protocol AuthServiceProtocol {
    func authenticate()
}

class AuthService: AuthServiceProtocol {
    private let userManager: UserManagerProtocol

    init(userManager: UserManagerProtocol) {
        self.userManager = userManager
    }

    func authenticate() {
        guard let user = userManager.currentUser else {
            print("No user to authenticate")
            return
        }
        print("Authenticating user: \(user.name)")
    }
}

// 配置 Swinject 容器
let container = Container()
container.register(UserManagerProtocol.self) { _ in UserManager.shared }
container.register(AuthServiceProtocol.self) { r in
    AuthService(userManager: r.resolve(UserManagerProtocol.self)!)
}

// 使用依赖注入
let authService = container.resolve(AuthServiceProtocol.self)!
authService.authenticate()

在这个示例中，我们通过 Swinject 框架配置了依赖注入容器，将 UserManager 和 AuthService 注册到容器中，并在需要使用时解析依赖。

小结

依赖注入是一种强大的设计模式，可以显著提高代码的可维护性和可测试性。通过引入依赖注入，我们可以解除对象之间的紧密耦合，使代码更加灵活和可扩展。希望本文对你理解和应用依赖注入有所帮助，并能在实际开发中充分利用这一模式来改善你的代码质量。

对 Swinject 深入了解

上文“配置 Swinject 容器”和“使用依赖注入”部分的代码，对于新手来说可能并不友好，如下是对其详细的解释和分析

配置 Swinject 容器

首先，我们需要配置一个 Swinject 容器，用于管理依赖关系。容器会存储对象及其依赖关系，并在需要时提供这些对象。

import Swinject

// 配置 Swinject 容器
let container = Container()

// 注册 UserManagerProtocol 类型
container.register(UserManagerProtocol.self) { _ in
    UserManager.shared
}

// 注册 AuthServiceProtocol 类型
container.register(AuthServiceProtocol.self) { resolver in
    AuthService(userManager: resolver.resolve(UserManagerProtocol.self)!)
}
代码解释

  1. 创建容器：let container = Container() 创建了一个 Swinject 容器。

  2. 注册 UserManagerProtocol：container.register(UserManagerProtocol.self) { _ in UserManager.shared } 向容器注册 UserManagerProtocol 类型。当需要 UserManagerProtocol 的实例时，容器会提供 UserManager.shared 实例。

  3. 注册 AuthServiceProtocol：container.register(AuthServiceProtocol.self) { resolver in AuthService(userManager: resolver.resolve(UserManagerProtocol.self)!) } 向容器注册 AuthServiceProtocol 类型。当需要 AuthServiceProtocol 的实例时，容器会创建一个 AuthService 实例，并使用 resolver.resolve(UserManagerProtocol.self)! 获取 UserManagerProtocol 的实例作为其依赖。

使用依赖注入

配置好容器后，我们可以从容器中解析（获取）依赖对象，并使用它们。

// 使用依赖注入
let authService = container.resolve(AuthServiceProtocol.self)!
authService.authenticate()
代码解释

  1. 解析 AuthServiceProtocol：let authService = container.resolve(AuthServiceProtocol.self)! 从容器中解析 AuthServiceProtocol 的实例。容器会根据之前的注册信息，提供一个 AuthService 实例。

  2. 使用 AuthService：authService.authenticate() 调用 AuthService 的 authenticate 方法。

完整示例

以下是完整的代码示例，展示如何配置 Swinject 容器和使用依赖注入：

import Swinject

// 定义协议
protocol UserManagerProtocol {
    var currentUser: UserProtocol? { get }
}

// 定义实现类
class UserManager: UserManagerProtocol {
    static let shared = UserManager()
    var currentUser: UserProtocol?

    private init() {}
}

protocol AuthServiceProtocol {
    func authenticate()
}

class AuthService: AuthServiceProtocol {
    private let userManager: UserManagerProtocol

    init(userManager: UserManagerProtocol) {
        self.userManager = userManager
    }

    func authenticate() {
        guard let user = userManager.currentUser else {
            print("No user to authenticate")
            return
        }
        print("Authenticating user: \(user.name)")
    }
}

// 配置 Swinject 容器
let container = Container()

// 注册 UserManagerProtocol 类型
container.register(UserManagerProtocol.self) { _ in
    UserManager.shared
}

// 注册 AuthServiceProtocol 类型
container.register(AuthServiceProtocol.self) { resolver in
    AuthService(userManager: resolver.resolve(UserManagerProtocol.self)!)
}

// 使用依赖注入
let authService = container.resolve(AuthServiceProtocol.self)!
authService.authenticate()

小结

通过 Swinject 容器，我们可以轻松地管理对象及其依赖关系，并在需要时解析这些对象。这种方式可以解除类之间的紧密耦合，使代码更具可维护性和可测试性。如果你有任何进一步的问题，请随时提出！

俯瞰 DI 在组件化项目中的位置

在这里插入图片描述

下面是完整的代码示例，明确注明每部分代码应放在哪个组件中。

CommonModule

UserProtocol.swift
public protocol UserProtocol {
    var name: String { get }
}

public protocol UserManagerProtocol {
    var currentUser: UserProtocol? { get }
}

public protocol AuthServiceProtocol {
    func authenticate()
}

AuthComponent

AuthService.swift
import CommonModule

public class AuthService: AuthServiceProtocol {
    private let userManager: UserManagerProtocol

    public init(userManager: UserManagerProtocol) {
        self.userManager = userManager
    }

    public func authenticate() {
        guard let user = userManager.currentUser else {
            print("No user to authenticate")
            return
        }
        print("Authenticating user: \(user.name)")
    }
}
AuthComponent.podspec
Pod::Spec.new do |s|
  s.name         = 'AuthComponent'
  s.version      = '1.0.0'
  s.summary      = 'A short description of AuthComponent.'
  s.description  = <<-DESC
                   A longer description of AuthComponent.
                   DESC
  s.homepage     = 'https://example.com/AuthComponent'
  s.license      = { :type => 'MIT', :file => 'LICENSE' }
  s.author       = { 'Your Name' => 'you@example.com' }
  s.source       = { :git => 'https://github.com/yourname/AuthComponent.git', :tag => s.version.to_s }
  s.ios.deployment_target = '10.0'
  s.source_files  = 'Sources/**/*.{h,m,swift}'

  # 依赖 CommonModule
  s.dependency 'CommonModule', '~> 1.0.0'
end

UserComponent

UserManager.swift
import CommonModule

public class UserManager: UserManagerProtocol {
    public static let shared = UserManager()
    public var currentUser: UserProtocol?

    private init() {}
}
UserComponent.podspec
Pod::Spec.new do |s|
  s.name         = 'UserComponent'
  s.version      = '1.0.0'
  s.summary      = 'A short description of UserComponent.'
  s.description  = <<-DESC
                   A longer description of UserComponent.
                   DESC
  s.homepage     = 'https://example.com/UserComponent'
  s.license      = { :type => 'MIT', :file => 'LICENSE' }
  s.author       = { 'Your Name' => 'you@example.com' }
  s.source       = { :git => 'https://github.com/yourname/UserComponent.git', :tag => s.version.to_s }
  s.ios.deployment_target = '10.0'
  s.source_files  = 'Sources/**/*.{h,m,swift}'

  # 依赖 CommonModule 和 AuthComponent
  s.dependency 'CommonModule', '~> 1.0.0'
  s.dependency 'AuthComponent', '~> 1.0.0'
end

Example Project

Podfile
platform :ios, '10.0'

target 'ExampleApp' do
  use_frameworks!

  # 使用 UserComponent 和 AuthComponent
  pod 'UserComponent', :path => '../UserComponent'
  pod 'AuthComponent', :path => '../AuthComponent'
end
main.swift (主工程的任意合适位置)
import Swinject
import CommonModule
import UserComponent
import AuthComponent

// 配置 Swinject 容器
let container = Container()

// 注册 UserManagerProtocol 类型
container.register(UserManagerProtocol.self) { _ in
    UserManager.shared
}

// 注册 AuthServiceProtocol 类型
container.register(AuthServiceProtocol.self) { resolver in
    AuthService(userManager: resolver.resolve(UserManagerProtocol.self)!)
}

// 使用依赖注入
let authService = container.resolve(AuthServiceProtocol.self)!
authService.authenticate()

项目结构

CommonModule/
├── UserProtocol.swift

AuthComponent/
├── AuthComponent.podspec
├── Sources/
│   └── AuthService.swift

UserComponent/
├── UserComponent.podspec
├── Sources/
│   └── UserManager.swift

ExampleApp/
├── Podfile
├── main.swift

说明

  1. CommonModule：定义了协议 UserProtocol、UserManagerProtocol 和 AuthServiceProtocol。
  2. AuthComponent：实现了 AuthService，并在 podspec 文件中声明了对 CommonModule 的依赖。
  3. UserComponent：实现了 UserManager，并在 podspec 文件中声明了对 CommonModule 和 AuthComponent 的依赖。
  4. Example Project：使用 Podfile 将 UserComponent 和 AuthComponent 加入工程，并配置 Swinject 容器来注入依赖。

通过这些配置和组织，我们能够实现依赖注入，从而使代码更加模块化和可维护。

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