Dagger 2 完全解析(一),Dagger 2 的基本使用与原理

Dagger 2 完全解析系列:

Dagger 2 完全解析(一),Dagger 2 的基本使用与原理

Dagger 2 完全解析(二),进阶使用 Lazy、Qualifier、Scope 等

Dagger 2 完全解析(三),Component 的组织关系与 SubComponent

Dagger 2 完全解析(四),Android 中使用 Dagger 2

Dagger 2 完全解析(五),Kotlin 中使用 Dagger 2

本系列文章是基于 Google Dagger 2.11-rc2 版本

依赖注入

什么是依赖

如果在 Class A 中,有 Class B 的实例,则称 Class A 对 Class B 有一个依赖。例如 Man 中有用到一个 Car 对象,即 Man 对 Car 有一个依赖。

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public class Man {
Car car;
public Man() {
car = new Car();
}
...
}

上面这种写法是最常见的写法,但是在下面几个场景中存在一些问题:

  1. 如果要修改 Car 的构造函数,例如需要使用car = new Car(name)的方式构造时,还要修改 Man 的代码;

  2. 如果想测试不同的 Car 对 Man 的影响会很困难,例如单元测试中使用 mock 的 car 测试 Man。

什么是依赖注入

依赖注入(Dependency Injection,简称 DI)是用于实现控制反转(Inversion of Control,缩写为 IoC)最常见的方式之一,控制反转是面向对象编程中的一种设计原则,用以降低计算机代码之间耦合度。控制反转的基本思想是:借助“第三方”实现具有依赖关系的对象之间的解耦。一开始是对象 A 对 对象 B 有个依赖,对象 A 主动地创建 对象 B,对象 A 有主动控制权,实现了 Ioc 后,对象 A 依赖于 Ioc 容器,对象 A 被动地接受容器提供的对象 B 实例,由主动变为被动,因此称为控制反转。注意,控制反转不等同于依赖注入,控制反转还有一种实现方式叫“依赖查找”(Denpendency Lookup)。更多控制反转的信息请看控制反转的维基百科

依赖注入就是将对象实例传入到一个对象中去(Denpendency injection means giving an object its instance variables)。依赖注入是一种设计模式,降低了依赖和被依赖对象之间的耦合,方便扩展和单元测试。

依赖注入的实现方式

其实在平常编码的过程中,已经不知觉地使用了依赖注入

  • 基于构造函数,在构造对象时注入所依赖的对象。
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public class Man {
Car car;
public Man(Car car) {
this.car = car;
}
...
}
  • 基于 set 方法,使用 setter 方法来让外部容器调用传入所依赖的对象。
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public class Man {
...
public void setCar(Car car) {
this.car = car;
}
}
  • 基于接口,使用接口来提供 setter 方法。
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public interface CarInjector {
void injectCar(Car car);
}
public class Man implements CarInjector {
...
@Override
public void injectCar(Car car) {
this.car = car;
}
}
  • 基于注解,Dagger 2 依赖注入框架就是使用@Inject完成注入。
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public class Man {
@Inject
Car car;
...
}

Dagger 2

Dagger 2 是 Java 和 Android 下的一个完全静态、编译时生成代码的依赖注入框架,由 Google 维护,早期的版本 Dagger 是由 Square 创建的。

Dagger 2 是基于 Java Specification Request(JSR) 330标准。利用 JSR 注解在编译时生成代码,来注入实例完成依赖注入。

下面是 Dagger 2 的一些资源地址:

Github:https://github.com/google/dagger

官方文档:https://google.github.io/dagger//

API:http://google.github.io/dagger/api/latest/

Dagger 2 的基本使用

上面介绍了依赖注入和 Dagger 2,下面由简单的示例开始一步一步地解析 Dagger 2 的基本使用与原理。

引入 Dagger 2

build.gradle中添加依赖:

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dependencies {
...
compile 'com.google.dagger:dagger:2.11-rc2'
annotationProcessor 'com.google.dagger:dagger-compiler:2.11-rc2'
}

如果 Android gradle plugin 的版本低于2.2,还需要引入 android-apt 插件。

使用 @Inject 标注需要注入的依赖

继续使用上面 Man 的例子:

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public class Man {
@Inject
Car car;
...
}

使用javax.inject.Inject注解来标注需要 Dagger 2 注入的依赖,build 后可以在build/generated/source/apt目录下看到 Dagger 2 编译时生成的成员属性注入类。

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public final class Man_MembersInjector implements MembersInjector<Man> {
private final Provider<Car> carProvider;
public Man_MembersInjector(Provider<Car> carProvider) {
assert carProvider != null;
this.carProvider = carProvider;
}
public static MembersInjector<Man> create(Provider<Car> carProvider) {
return new Man_MembersInjector(carProvider);
}
@Override
public void injectMembers(Man instance) {
if (instance == null) {
throw new NullPointerException("Cannot inject members into a null reference");
}
instance.car = carProvider.get();
}
public static void injectCar(Man instance, Provider<Car> carProvider) {
instance.car = carProvider.get();
}
}

从上面的injectMembers方法中可以看到注入依赖的代码是instance.car = carProvider.get();,所以@Inject标注的成员属性不能是private的,不然无法注入。

创建所依赖对象的实例

@Inject标注构造函数时,Dagger 2 会完成实例的创建。

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public class Car {
@Inject
public Car() {}
}

build 后可以在build/generated/source/apt目录下看到 Dagger 2 编译时生成的工厂类。

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public final class Car_Factory implements Factory<Car> {
private static final Car_Factory INSTANCE = new Car_Factory();
@Override
public Car get() {
return new Car();
}
public static Factory<Car> create() {
return INSTANCE;
}
}

依赖注入是依赖的对象实例–>需要注入的实例属性,上面完成两步,通过 Dagger 2 生成的代码代码可以知道,生成了 Man 的成员属性注入类和 Car 的工厂类,接下来需要的就是新建工厂实例并调用成员属性注入类完成 car 的实例注入。完成这个过程的桥梁就是dagger.Component

Component 桥梁

@Component可以标注接口或抽象类,Component 桥梁可以完成依赖注入过程,其中最重要的是定义注入接口,调用注入接口就可以完成 Man 所需依赖的注入。

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@Component
public interface ManComponent {
void injectMan(Man man); // 注入 man 所需要的依赖
}

build 后会生成带有Dagger前缀的实现该接口的类:DaggerManComponent

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public final class DaggerManComponent implements ManComponent {
private MembersInjector<Man> ManMembersInjector;
private DaggerManComponent(Builder builder) {
assert builder != null;
initialize(builder);
}
public static Builder builder() {
return new Builder();
}
public static ManComponent create() {
return new Builder().build();
}
@SuppressWarnings("unchecked")
private void initialize(final Builder builder) {
this.ManMembersInjector = Man_MembersInjector.create(Car_Factory.create()); // 找到 Man 的成员属性注入类,创建依赖的工厂
}
@Override
public void injectMan(Man man) {
ManMembersInjector.injectMembers(man); // 完成依赖注入
}
public static final class Builder {
private Builder() {}
public ManComponent build() {
return new DaggerManComponent(this);
}
}
}

从上面生成的代码可以看出来 Component 就是连接依赖的对象实例需要注入的实例属性之间的桥梁。Component 会查找目标类对应的成员属性注入类(即 MembersInjector),然后把依赖属性的工厂实例(即 Car_Factory.create())传给注入类,再使用 Component 一开始定义的接口就能完成依赖注入。注意,Component 中注入接口的参数必须为需要注入依赖的类型,不能是 Man 的父类或子类,注入接口返回值为 void,接口名可以任意。

接下来只需要在 Man 中调用injectMan方法就能完成注入。

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public class Man {
...
public Man() {
DaggerManComponent.create().injectMan(this);
}
...
}

Module

使用@Inject标注构造函数来提供依赖的对象实例的方法,不是万能的,在以下几种场景中无法使用:

  • 接口没有构造函数

  • 第三方库的类不能被标注

  • 构造函数中的参数必须配置

这时,就可以用@Provides标注的方法来提供依赖实例,方法的返回值就是依赖的对象实例,@Provides方法必须在Module中,Module 即用@Module标注的类。所以 Module 是提供依赖的对象实例的另一种方式。

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@Module
public class CarModule {
@Provides
static Car provideCar() {
return new Car();
}
}

约定俗成的是@Provides方法一般以provide为前缀,Moudle 类以Module为后缀,一个 Module 类中可以有多个@Provides方法。

接下来,需要把可以提供依赖实例的 Module 告诉 Component:

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@Component(modules = CarModule.class)
public interface ManComponent {
void injectMan(Man man); // 注入 man 所需要的依赖
}

build之后,Module 和 Component 生成的类为:

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public final class CarModule_ProvideCarFactory implements Factory<Car> {
private static final CarModule_ProvideCarFactory INSTANCE = new CarModule_ProvideCarFactory();
@Override
public Car get() {
return Preconditions.checkNotNull(
CarModule.provideCar(), "Cannot return null from a non-@Nullable @Provides method");
}
public static Factory<Car> create() {
return INSTANCE;
}
/** Proxies {@link CarModule#provideCar()}. */
public static Car proxyProvideCar() {
return CarModule.provideCar();
}
}

CarModule_ProvideCarFactory 和之前的 Car_Factory 类似,都实现 Factory 接口。

生成的 DaggerManComponent 和之前相比只改变了一个方法:

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private void initialize(final Builder builder) {
this.manMembersInjector = Man_MembersInjector.create(CarModule_ProvideCarFactory.create());
}

只是提供依赖实例的工厂变为了 CarModule 对应的工厂。

总结

现在再来看 Dagger 2 最核心的三个部分:

  1. 需要注入依赖的目标类,需要注入的实例属性由@Inject标注。

  2. 提供依赖对象实例的工厂,用@Inject标注构造函数或定义Module这两种方式都能提供依赖实例,Dagger 2 的注解处理器会在编译时生成相应的工厂类。Module的优先级比@Inject标注构造函数的高,意味着 Dagger 2 会先从 Module 寻找依赖实例。

  3. 把依赖实例工厂创建的实例注入到目标类中的 Component。

下面再讲述上面提到的在 Dagger 2 种几个注解的用法:

  • @Inject 一般情况下是标注成员属性和构造函数,标注的成员属性不能是private,Dagger 2 还支持方法注入,@Inject还可以标注方法。

  • @Provides 只能标注方法,必须在 Module 中。

  • @Module 用来标注 Module 类

  • @Component 只能标注接口或抽象类,声明的注入接口的参数类型必须和目标类一致。

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