个人对【依赖倒置(DIP)】、【控制反转(IOC)】、【依赖注入(DI)】浅显理解

一、依赖倒置（Dependency Inversion Principle）

依赖倒置是面向对象设计领域的一种软件设计原则。（其他的设计原则还有：单一职责原则、开放封闭原则、里式替换原则、接口分离原则，合称SOLID）

话说设计原则有什么用呢？

设计原则是无数编程前辈总结下来的经验，好似编程界的金科玉律。在我看来就像是武侠小说中武林秘籍，内功心法。熟练掌握设计原则，必定会在编程道路上顺风顺水，独霸一方。

言归正传，依赖倒置原则，依赖指的是什么？倒置又是什么呢？

先说说依赖，依赖是一种关系，A在某种情况下存在对B的需求关系，我们就可以看作A依赖B。

在生活中，鱼依赖于水而生存，水被鱼依赖；程序中，业务层依赖逻辑层，逻辑层依赖于数据层...

我们用面向对象编程来展示一下上面依赖关系：

    /// <summary>
    /// 河水
    /// </summary>
    public class RiverWater
    {
        public void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("我是河水，我给小鱼提供养分。");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 鱼
    /// </summary>
    public class Fish
    {
        private RiverWater riverWater;
        public void Live()
        {
            riverWater = new RiverWater();
            riverWater.GiveNutrition();
        }
    }

Fish内部存在对RiverWater的引用，也就是说Fish 依赖于RiverWarter。

依赖关系整明白了，我们再来看看依赖倒置原则的定义：（敲黑板，划重点）

1.上层模块不应该依赖底层模块，它们都应该依赖于抽象。
2.抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。

问题又来了，什么是上层模块和底层模块？

对于任何一个组织机构而言，它一定有架构的设计，有职能的划分。按照职能的重要性，自然而然就有了上下之分。并且，随着模块的粒度划分不同这种上层与底层模块会进行变动，也许某一模块相对于另外一模块它是底层，但是相对于其他模块它又可能是上层。拿一个公司架构来看，管理层就是上层，管理层之下就是底层。然后，我们再以部门为体系划分，各个部门经理以上部分是上层，之下的组织都可以称为底层。

由此，我们可以看到，在一个特定体系中，上层模块与底层模块可以按照决策能力高低为准绳进行划分。

映射到我们软件实际开发中，一般我们也会将软件进行模块划分，比如业务层、逻辑层和数据层。 业务层中是软件真正要进行的操作，也就是做什么；逻辑层是软件现阶段为了业务层的需求提供的实现细节，也就是怎么做；数据层指业务层和逻辑层所需要的数据模型。

因此，按照决策能力的高低进行模块划分。业务层自然就处于上层模块，逻辑层和数据层自然就归类为底层。

什么是抽象和细节？

抽象就是对一类事物或行为的概括，总结其共性。抽象往往是相对具体而言，具体也就是这里的细节。比如：人是抽象，张三、李四就是具体；水是抽象，河水，井水就是具体的；武功秘籍是抽象的，独孤九剑，葵花宝典是具体的；运动是抽象的，跑步，游泳是具体的...

映射到软件开发中，抽象可以是接口或者抽象类的形式：

    public abstract class Water
    {
        public abstract void GiveNutrition();
    }
    /// <summary>
    /// 河水
    /// </summary>
    public class RiverWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("河水-提供养分。");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 井水
    /// </summary>
    public class WellWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("井水-提供养分。");
        }
    }

Warter是抽象类，是抽象的，RiverWarter、WellWater继承了Water，它们是具体的。

现在，搞清楚了上层模块、底层模块、抽象和具体。可以正式开始学习依赖倒置原则这个概念了。

先来看看我们平时开发的编码逻辑：

/// <summary>
    /// 鱼
    /// </summary>
    public class Fish
    {
        private RiverWater riverWater;
        public Fish()
        {
            riverWater = new RiverWater();
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠：");
            riverWater.GiveNutrition();
        }
    }

我们创建了一条小鱼fish，它的生活靠河水riverWater。　　

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Fish fish = new Fish();
            fish.Live();
        }
    }

执行结果：

有一天，河水干涸了，小鱼的生活要靠井水wellWater。于是代码就要修改

/// <summary>
    /// 鱼
    /// </summary>
    public class Fish
    {
        private RiverWater riverWater;
        private WellWater wellWater;
        public Fish()
        {
            //riverWater = new RiverWater();
            wellWater = new WellWater();
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠：");
            //riverWater.GiveNutrition();
            wellWater.GiveNutrition();
        }
    }

我们就要修改Fish类的代码。哪天，小鱼游到了湖水lakeWater里。代码又要修改

    /// <summary>
    /// 湖水
    /// </summary>
    public class LakeWater : Water
    {
        public override void GiveNutrition()
        {
            Console.WriteLine("湖水-提供养分。");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 鱼
    /// </summary>
    public class Fish
    {
        private RiverWater riverWater;
        private WellWater wellWater;
        private LakeWater lakeWater;
        public Fish()
        {
            //riverWater = new RiverWater();
            //wellWater = new WellWater();
            lakeWater = new LakeWater();
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠：");
            //riverWater.GiveNutrition();
            //wellWater.GiveNutrition();
            lakeWater.GiveNutrition();
        }
    }

我们添加了LakeWater这个新的实现类，再次修改Fish类。

这是最基础的演示代码，如果工程大了，代码复杂了，Fish面对需求变动时改动的地方会更多。那么问题来了：

有没有方法让Fish类变动的少一些？

依赖倒置原则正好适用于解决这类情况。下面，我们尝试运用依赖倒置原则对代码进行改造。

首先是上层模块和底层模块的拆分。按照决策能力高低或者重要性划分，Fish属于上层模块，RiverWater、WellWater 和 LakeWater 属于底层模块。

上层模块不应该依赖于底层模块。 Fish 这个类显然是依赖于 RiveWater/WellWater/LakeWater。Fish 类中 Live() 的能力完全依赖于属性riveWater/wellWater/lakeWater 对象。

上层和底层都应该依赖于抽象。因此我们要引入抽象——Water类。Fish类中 Live() 这个方法依赖于 Water的抽象方法，它没有限定养分的提供方式，任何 RiverWater、WellWater 或者是 LakeWater 都可以的。

    /// <summary>
    /// 鱼
    /// </summary>
    public class Fish
    {
        private Water water;
        public Fish()
        {
            water = new LakeWater();
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠：");
            warter.GiveNutrition();
        }
    }

运行结果：

到这一步，我们可以说是符合了上层不依赖于底层，依赖于抽象的准则了。

最后来说说我对倒置的理解：在未使用依赖倒置原则编码以前，鱼依赖具体的河水/井水，河水/井水是被依赖的。使用依赖倒置以后，鱼依赖于抽象的水，具体的河水/井水不再被依赖，反而它们要求实现抽象的水（细节依赖于抽象），这种依赖关系的改变称之为倒置。

二、控制反转（Inversion Of Control）

控制反转(IOC)意思是对控制权的反转。

那么控制权指的是什么？又是怎么反转的？

以上面的例子来说,鱼(Fish类)依赖于水(Water类)，所以Fish类内部控制着Water类的实例创建，这种方式可以理解为控制正转。虽然鱼已经依赖于抽象的水，Live()方法不会再因为生活水域的改变而改变，但水域变化时，我们还是要修改Fish类：

==>

现在我们改变这种方式，将Water类的实例化移到Fish外面：

    /// <summary>
    /// 鱼
    /// </summary>
    public class Fish
    {
        private Water water;
        public Fish(Water _water)
        {
            water = _water;
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠：");
            water.GiveNutrition();
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Water water = new RiverWater();
            Fish fish = new Fish(water);
            fish.Live();
            Console.ReadKey();
        }
    }

这样，不论水域怎么变化，Fish 列都不需要修改了。Fish 把内部依赖的创建权力移交给了 Program 这个类中的 Main() 方法。也就是说 Fish 只关心依赖提供的功能，但并不关心依赖的创建。

这种思想其实就是 IOC，IOC 是一种新的设计模式，它对上层模块与底层模块进行了更进一步的解耦。控制反转的意思是反转了上层模块对于底层模块的依赖控制。比如上面代码，Fish 不再亲自创建 Water 对象，它将依赖的实例化的权力交接给了 Program。而 Program 在 IOC 中又指代了 IOC 容器 这个概念。

IOC 模式最核心的地方就是在于依赖方与被依赖方之间，也就是上文中说的上层模块与底层模块之间引入了第三方，这个第三方统称为 IOC 容器，因为 IOC 容器的介入，导致上层模块对于它的依赖的实例化控制权发生变化，也就是所谓的控制反转的意思。

三、依赖注入（Dependency Injection）

依赖注入(DI)，它是实现IOC的实现方式，动态地将某种依赖关系注入到对象之中。

回顾上面的例子，Fish 不在实例化创建Water，它就需要在外部（IOC 容器）赋值给它，这个赋值的动作有个专门的术语叫做注入（injection）。类似于，鱼生活在鱼缸里了，外接一个水龙头，水龙头另一头连接着水塔，这个水塔就好比是IOC容器，鱼不用关心生活在什么水里了，需要水时，打开水龙头（注入）就好了，至于水塔里装的是河水、井水还是海水，都不用考虑。

实现依赖注入有 3 种方式：

1. 构造函数中注入

    public class Fish
    {
        private Water water;
        public Fish(Water _water)
        {
            water = _water;
        }
        public void Live()
        {
            Console.WriteLine("我的生活靠：");
            water.GiveNutrition();
        }
    }

优点：在 Person 一开始创建的时候就确定好了依赖。

缺点：后期无法更改依赖。

2. setter 方式注入 

    public class Fish
    {
        private Water water;
        public Fish()
        {
        }
        public void setWater(Water _water)
        {
            water = _water;
        }
        public void Live()
        {
            if (water != null)
            {
                Console.WriteLine("我的生活靠：");
                water.GiveNutrition();
            }
        }
    }

优点：Fish 对象在运行过程中可以灵活地更改依赖。

缺点：Fish 对象运行时，可能会存在依赖项为 null 的情况，所以需要检测依赖项的状态

3. 接口注入

    public class Fish : ISetWater
    {
        private Water water;
        public Fish()
        {
        }
        public void Live()
        {
            if (water != null)
            {
                Console.WriteLine("我的生活靠：");
                water.GiveNutrition();
            }
        }

        public void SetWater(Water _water)
        {
            water = _water;
        }
    }

    public interface ISetWater
    {
        void SetWater(Water water);
    }

这种方式和 Setter 方式很相似，接口的存在，表明了一种依赖配置的能力。比如，鱼有 活鱼和死鱼，接口注入方式，我们就可以控制，只给活鱼注入配置。

四、总结

1. 依赖倒置是面向对象开发领域中的软件设计原则，它倡导上层模块不依赖于底层模块，抽象不依赖细节。
2. 依赖反转是遵守依赖倒置这个原则而提出来的一种设计模式，它引入了 IoC 容器的概念。
3. 依赖注入是为了实现依赖反转的一种手段之一。
4. 它们的本质是为了代码更加的“高内聚,低耦合”。