php設計模式番外篇--超人的誕生

原文位址： http://www.insp.top/learn-laravel-container ，轉載務必保留來源，謝謝了！

容器，字面上了解就是裝東西的東西。常見的變量、對象屬性等都可以算是容器。一個容器能夠裝什麼，全部取決于你對該容器的定義。當然，有這樣一種容器，它存放的不是文本、數值，而是對象、對象的描述（類、接口）或者是提供對象的回調，通過這種容器，我們得以實作許多進階的功能，其中最常提到的，就是 “解耦” 、“依賴注入（DI）”。本文就從這裡開始。

IoC 容器， laravel 的核心

Laravel 的核心就是一個

IoC 容器

，根據文檔，稱其為“

服務容器

”，顧名思義，該容器提供了整個架構中需要的一系列服務。作為初學者，很多人會在這一個概念上犯難，是以，我打算從一些基礎的内容開始講解，通過了解面向對象開發中依賴的産生和解決方法，來逐漸揭開“依賴注入”的面紗，逐漸了解這一神奇的設計理念。

本文一大半内容都是通過舉例來讓讀者去了解什麼是

IoC（控制反轉）

和

DI（依賴注入）

，通過了解這些概念，來更加深入。更多關于 laravel 服務容器的用法建議閱讀文檔即可。

IoC 容器誕生的故事

講解 IoC 容器有很多的文章，我之前也寫過。但現在我打算利用當下的靈感重新來過，那麼開始吧。

超人和超能力，依賴的産生！

面向對象程式設計，有以下幾樣東西無時不刻的接觸：

接口

、

類

還有

對象

。這其中，接口是類的原型，一個類必須要遵守其實作的接口；對象則是一個類執行個體化後的産物，我們稱其為一個執行個體。當然這樣說肯定不利于了解，我們就實際的寫點中看不中用的代碼輔助學習。

怪物橫行的世界，總歸需要點超級人物來擺平。

我們把一個“超人”作為一個類，

class Superman {}

我們可以想象，一個超人誕生的時候肯定擁有至少一個超能力，這個超能力也可以抽象為一個對象，為這個對象定義一個描述他的類吧。一個超能力肯定有多種屬性、（操作）方法，這個盡情的想象，但是目前我們先大緻定義一個隻有屬性的“超能力”，至于能幹啥，我們以後再豐富：

class Power {
	/**
	 * 能力值
	 */
	protected $ability;
	
	/**
	 * 能力範圍或距離
	 */
	protected $range;

	public function __construct($ability, $range)
	{
		$this->ability = $ability;
		$this->range = $range;
	}
}

這時候我們回過頭，修改一下之前的“超人”類，讓一個“超人”建立的時候被賦予一個超能力：

class Superman
{
	protected $power;
	
	public function __construct()
	{
		$this->power = new Power(999, 100);
	}
}

這樣的話，當我們建立一個“超人”執行個體的時候，同時也建立了一個“超能力”的執行個體，但是，我們看到了一點，“超人”和“超能力”之間不可避免的産生了一個依賴。

所謂“依賴”，就是“我若依賴你，少了你就沒有我”。

在一個貫徹面向對象程式設計的項目中，這樣的依賴随處可見。少量的依賴并不會有太過直覺的影響，我們随着這個例子逐漸鋪開，讓大家慢慢意識到，當依賴達到一個量級時，是怎樣一番噩夢般的體驗。當然，我也會自然而然的講述如何解決問題。

一堆亂麻 —— 可怕的依賴

之前的例子中，超能力類執行個體化後是一個具體的超能力，但是我們知道，超人的超能力是多元化的，每種超能力的方法、屬性都有不小的差異，沒法通過一種類描述完全。我們現在進行修改，我們假設超人可以有以下多種超能力：

飛行，屬性有：飛行速度、持續飛行時間
蠻力，屬性有：力量值
能量彈，屬性有：傷害值、射擊距離、同時射擊個數

我們建立了如下類：

class Flight
{
	protected $speed;
	protected $holdtime;
	public function __construct($speed, $holdtime) {}
}

class Force
{
	protected $force;
	public function __construct($force) {}
}

class Shot
{
	protected $atk;
	protected $range;
	protected $limit;
	public function __construct($atk, $range, $limit) {}
}

*為了省事兒我沒有詳細寫出

__construct()

這個構造函數的全部，隻寫了需要傳遞的參數。

好了，這下我們的超人有點“忙”了。在超人初始化的時候，我們會根據需要來執行個體化其擁有的超能力嗎，大緻如下：

class Superman
{
	protected $power;
	
	public function __construct()
	{
		$this->power = new Fight(9, 100);
		// $this->power = new Force(45);
		// $this->power = new Shot(99, 50, 2);
		/*
		$this->power = array(
			new Force(45),
			new Shot(99, 50, 2)
		);
		*/
	}
}

我們需要自己手動的在構造函數内（或者其他方法裡）執行個體化一系列需要的類，這樣并不好。可以想象，假如需求變更（不同的怪物橫行地球），需要更多的有針對性的新的超能力，或者需要變更超能力的方法，我們必須

重新改造

超人。換句話說就是，改變超能力的同時，我還得重新制造個超人。效率太低了！新超人還沒創造完成世界早已被毀滅。

這時，靈機一動的人想到：為什麼不可以這樣呢？超人的能力可以被随時更換，隻需要添加或者更新一個晶片或者其他裝置啥的（想到鋼鐵俠沒）。這樣的話就不要整個重新來過了。

對，就是這樣的。

我們不應該手動在 “超人” 類中固化了他的 “超能力” 初始化的行為，而轉由外部負責，由外部創造超能力模組、裝置或者晶片等（我們後面統一稱為 “模組”），植入超人體内的某一個接口，這個接口是一個既定的，隻要這個 “模組” 滿足這個接口的裝置都可以被超人所利用，可以提升、增加超人的某一種能力。這種由外部負責其依賴需求的行為，我們可以稱其為 “

控制反轉（IoC）

”。

工廠模式，依賴轉移！

當然，實作控制反轉的方法有幾種。在這之前，不如我們先了解一些好玩的東西。

我們可以想到，元件、工具（或者超人的模組），是一種可被生産的玩意兒，生産的地方當然是 “工廠（Factory）”，于是有人就提出了這樣一種模式： 工廠模式 。

工廠模式，顧名思義，就是一個類是以依賴的外部事物的執行個體，都可以被一個或多個 “工廠” 建立的這樣一種開發模式，就是 “

工廠模式

”。

我們為了給超人制造超能力模組，我們建立了一個工廠，它可以制造各種各樣的模組，且僅需要通過一個方法：

class SuperModuleFactory
{
	public function makeModule($moduleName, $options)
	{
		switch ($moduleName) {
			case 'Fight': 	return new Fight($options[0], $options[1]);
			case 'Force': 	return new Force($options[0]);
			case 'Shot': 	return new Shot($options[0], $options[1], $options[2]);
		}
	}
}

這時候，超人建立之初就可以使用這個工廠！

class Superman
{
	protected $power;
	
	public function __construct()
	{
		// 初始化工廠
		$factory = new SuperModuleFactory;
		
		// 通過工廠提供的方法制造需要的子產品
		$this->power = $factory->makeModule('Fight', [9, 100]);
		// $this->power = $factory->makeModule('Force', [45]);
		// $this->power = $factory->makeModule('Shot', [99, 50, 2]);
		/*
		$this->power = array(
			$factory->makeModule('Force', [45]),
			$factory->makeModule('Shot', [99, 50, 2])
		);
		*/
	}
}

可以看得出，我們不再需要在超人初始化之初，去初始化許多第三方類，隻需初始化一個工廠類，即可滿足需求。但這樣似乎和以前差別不大，隻是沒有那麼多

new

關鍵字。其實我們稍微改造一下這個類，你就明白，工廠類的真正意義和價值了。

class Superman
{
	protected $power;
	
	public function __construct(array $modules)
	{
		// 初始化工廠
		$factory = new SuperModuleFactory;
		
		// 通過工廠提供的方法制造需要的子產品
		foreach ($modules as $moduleName => $moduleOptions) {
			$this->power[] = $factory->makeModule($moduleName, $moduleOptions);
		}
	}
}

// 建立超人
$superman = new Superman([
	'Fight' => [9, 100], 
	'Shot' => [99, 50, 2]
	]);

現在修改的結果令人滿意。現在，“超人” 的建立不再依賴任何一個 “超能力” 的類，我們如若修改了或者增加了新的超能力，隻需要針對修改

SuperModuleFactory

即可。擴充超能力的同時不再需要重新編輯超人的類檔案，使得我們變得很輕松。但是，這才剛剛開始。

再進一步！IoC 容器的重要組成 —— 依賴注入！

由 “超人” 對 “超能力” 的依賴變成 “超人” 對 “超能力模組工廠” 的依賴後，對付小怪獸們變得更加得心應手。但這也正如你所看到的，依賴并未解除，隻是由原來對多個外部的依賴變成了對一個 “工廠” 的依賴。假如工廠出了點麻煩，問題變得就很棘手。

其實大多數情況下，工廠模式已經足夠了。工廠模式的缺點就是：接口未知（即沒有一個很好的契約模型，關于這個我馬上會有解釋）、産生對象類型單一。總之就是，還是不夠靈活。雖然如此，工廠模式依舊十分優秀，并且适用于絕大多數情況。不過我們為了講解後面的 依賴注入 ，這裡就先誇大一下工廠模式的缺陷咯。

我們知道，超人依賴的模組，我們要求有統一的接口，這樣才能和超人身上的注入接口對接，最終起到提升超能力的效果。

事實上，我之前說謊了，不僅僅隻有一堆小怪獸，還有更多的大怪獸。嘿嘿。額，這時候似乎工廠的生産能力顯得有些不足 —— 由于工廠模式下，所有的模組都已經在工廠類中安排好了，如果有新的、進階的模組加入，我們必須修改工廠類（好比增加新的生産線）：

class SuperModuleFactory
{
	public function makeModule($moduleName, $options)
	{
		switch ($moduleName) {
			case 'Fight': 	return new Fight($options[0], $options[1]);
			case 'Force': 	return new Force($options[0]);
			case 'Shot': 	return new Shot($options[0], $options[1], $options[2]);
			// case 'more': .......
			// case 'and more': .......
			// case 'and more': .......
			// case 'oh no! its too many!': .......
		}
	}
}

看到沒。。。噩夢般的感受！

其實靈感就差一步！你可能會想到更為靈活的辦法！對，下一步就是我們今天的主要配角 —— DI （依賴注入）

由于對超能力模組的需求不斷增大，我們需要集合整個世界的高智商人才，一起解決問題，不應該僅僅隻有幾個工廠壟斷負責。不過高智商人才們都非常自負，認為自己的想法是對的，創造出的超能力模組沒有統一的接口，自然而然無法被正常使用。這時我們需要提出一種契約，這樣無論是誰創造出的模組，都符合這樣的接口，自然就可被正常使用。

interface SuperModuleInterface
{
	/**
	 * 超能力激活方法
	 *
	 * 任何一個超能力都得有該方法，并擁有一個參數
	 *@param array $target 針對目标，可以是一個或多個，自己或他人
	 */
	public function activate(array $target);
}

上文中，我們定下了一個接口（超能力模組的規範、契約），所有被創造的模組必須遵守該規範，才能被生産。

其實，這就是 php 中 接口（ interface ） 的用處和意義！很多人覺得，為什麼 php 需要接口這種東西？難道不是 java 、 C# 之類的語言才有的嗎？這麼說，隻要是一個正常的面向對象程式設計語言（雖然 php 可以面向過程），都應該具備這一特性。因為一個 對象（object） 本身是由他的模闆或者原型 —— 類（class） ，經過執行個體化後産生的一個具體事物，而有時候，實作統一種方法且不同功能（或特性）的時候，會存在很多的類（class），這時候就需要有一個契約，讓大家編寫出可以被随時替換卻不會産生影響的接口。這種由程式設計語言本身提出的硬性規範，會增加更多優秀的特性。

雖然有些繞，但通過我們接下來的執行個體，大家會慢慢領會接口帶來的好處。

這時候，那些提出更好的超能力模組的高智商人才，遵循這個接口，建立了下述（模組）類：

/**
 * X-超能量
 */
class XPower implements SuperModuleInterface
{
	public function activate(array $target)
	{
		// 這隻是個例子。。具體自行腦補
	}
}

/**
 * 終極炸彈 （就這麼俗）
 */
class UltraBomb implements SuperModuleInterface
{
	public function activate(array $target)
	{
		// 這隻是個例子。。具體自行腦補
	}
}

同時，為了防止有些 “磚家” 自作聰明，或者一些叛徒惡意搗蛋，不遵守契約胡亂制造模組，影響超人，我們對超人初始化的方法進行改造：

class Superman
{
	protected $module;
	
	public function __construct(SuperModuleInterface $module)
	{
		$this->module = $module
	}
}

改造完畢！現在，當我們初始化 “超人” 類的時候，提供的模組執行個體必須是一個

SuperModuleInterface

接口的實作。否則就會提示錯誤。

正是由于超人的創造變得容易，一個超人也就不需要太多的超能力，我們可以創造多個超人，并分别注入需要的超能力模組即可。這樣的話，雖然一個超人隻有一個超能力，但超人更容易變多，我們也不怕怪獸啦！

現在有人疑惑了，你要講的 依賴注入 呢？

其實，上面講的内容，正是依賴注入。

什麼叫做

依賴注入

？

本文從開頭到現在提到的一系列依賴，隻要不是由内部生産（比如初始化、構造函數

__construct

中通過工廠方法、自行手動 new 的），而是由外部以參數或其他形式注入的，都屬于

依賴注入（DI）

。是不是豁然開朗？事實上，就是這麼簡單。下面就是一個典型的依賴注入：

// 超能力模組
$superModule = new XPower;

// 初始化一個超人，并注入一個超能力模組依賴
$superMan = new Superman($superModule);

關于依賴注入這個本文的主要配角，也就這麼多需要講的。了解了依賴注入，我們就可以繼續深入問題。慢慢走近今天的主角……

更為先進的工廠 —— IoC 容器！

剛剛列了一段代碼：

$superModule = new XPower;

$superMan = new Superman($superModule);

讀者應該看出來了，手動的建立了一個超能力模組、手動的建立超人并注入了剛剛建立超能力模組。呵呵，手動。

現代社會，應該是高效率的生産，幹淨的工廠中的房間，完美的自動化裝配。

一群怪獸來了，如此低效率産出超人是不現實，我們需要自動化 —— 最多一條指令，千軍萬馬來相見。我們需要一種進階的生産工廠中的房間，我們隻需要向生産工廠中的房間送出一個腳本，工廠便能夠通過指令自動化生産。這種更為進階的工廠，就是工廠模式的升華 ——

IoC 容器

。

class Container
{
	protected $binds;
	
	protected $instances;
	
	public function bind($abstract, $concrete)
	{
		if ($concrete instanceof Closure) {
			$this->binds[$abstract] = $concrete;
		} else {
			$this->instances[$abstract] = $concrete;
		}
	}
	
	public function make($abstract, $parameters = [])
	{
		if (isset($this->instances[$abstract])) {
			return $this->instances[$abstract];
		}
		
		array_unshift($parameters, $this);
		
		return call_user_func_array($this->binds[$abstract], $parameters);
	}
}

這時候，一個十分粗糙的容器就誕生了。現在的确很簡陋，但不妨礙我們進一步提升他。先着眼現在，看看這個容器如何使用吧！

// 建立一個容器（後面稱作超級工廠）
$container = new Container;

// 向該 超級工廠 添加 超人 的生産腳本
$container->bind('superman', function($container, $moduleName) {
	return new Superman($container->make($moduleName));
});

// 向該 超級工廠 添加 超能力模組 的生産腳本
$container->bind('xpower', function($container) {
	return new XPower;
});

// 同上
$container->bind('ultrabomb', function($container) {
	return new UltraBomb;
});

// ******************  華麗麗的分割線  **********************
// 開始啟動生産
$superman_1 = $container->make('superman', 'xpower');
$superman_2 = $container->make('superman', 'ultrabomb');
$superman_3 = $container->make('superman', 'xpower');
// ...随意添加

看到沒？通過最初的

綁定（bind）

操作，我們向超級工廠注冊了一些生産腳本，這些生産腳本在生産指令下達之時便會執行。發現沒有？我們徹底的解除了超人與超能力模組的依賴關系，更重要的是，容器類也絲毫沒有和他們産生任何依賴！我們通過注冊、綁定的方式向容器中添加一段可以被執行的回調（可以是匿名函數、非匿名函數、類的方法）作為生産一個類的執行個體的腳本，隻有在真正的

生産（make）

操作被調用執行時，才會觸發。

這樣一種方式，使得我們更容易在建立一個執行個體的同時解決其依賴關系，并且更加靈活。當有新的需求，隻需另外綁定一個“生産腳本”即可。

實際上，真正的 IoC 容器更為進階。我們現在的例子中，還是需要手動提供超人所需要的模組參數，但真正的 IoC 容器會根據類的依賴需求，自動在注冊、綁定的一堆執行個體中搜尋符合的依賴需求，并自動注入到構造函數參數中去。Laravel 架構的服務容器正是這麼做的。實作這種功能其實理論上并不麻煩，但我并不會在本文中寫出，因為……我懶得寫。

不過我告訴大家，這種自動搜尋依賴需求的功能，是通過 反射（Reflection） 實作的，恰好的，php 完美的支援反射機制！關于反射，php 官方文檔有詳細的資料，并且中文翻譯基本覆寫，足夠學習和研究！

http://php.net/manual/zh/book.reflection.php

現在，到目前為止，我們已經不再懼怕怪獸們了。高智商人才集思廣益，井井有條，根據接口契約創造規範的超能力模組。超人開始批量産出。最終，人人都是超人，你也可以是哦 ?！

回歸正常世界。我們開始重新審視 laravel 的核心。

現在，我們開始慢慢解讀 laravel 的核心。其實，laravel 的核心就是一個 IoC 容器，也恰好是我之前所說的進階的 IoC 容器。

可以說，laravel 的核心本身十分輕量，并沒有什麼很神奇很實質性的應用功能。很多人用到的各種功能子產品比如

Route（路由）

、

Eloquent ORM（資料庫 ORM 元件）

、

Request and Response（請求和響應）

等等等等，實際上都是與核心無關的類子產品提供的，這些類從注冊到執行個體化，最終被你所使用，其實都是 laravel 的服務容器負責的。

我們以大家最常見的

Route

類作為例子。大家可能經常見到路由定義是這樣的：

Route::get('/', function() {
	// bla bla bla...
});

實際上，

Route

類被定義在這個命名空間：

Illuminate\Routing\Router

，檔案

vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Routing/Router.php

。

我們通過打開發現，這個類的這一系列方法，如

get

，

post

，

any

等都不是靜态（static）方法，這是怎麼一回事兒？不要急，我們繼續。

服務提供者

我們在前文介紹 IoC 容器的部分中，提到了，一個類需要綁定、注冊至容器中，才能被“制造”。

對，一個類要被容器所能夠提取，必須要先注冊至這個容器。既然 laravel 稱這個容器叫做服務容器，那麼我們需要某個服務，就得先注冊、綁定這個服務到容器，那麼提供服務并綁定服務至容器的東西，就是

服務提供者（ServiceProvider）

。

雖然，綁定一個類到容器不一定非要通過 服務提供者（ServiceProvider） 。

但是，我們知道，有時候我們的類、子產品會有需要其他類群組件的情況，為了保證初始化階段不會出現所需要的子產品群組件沒有注冊的情況，laravel 将注冊和初始化行為進行拆分，注冊的時候就隻能注冊，初始化的時候就是初始化。拆分後的産物就是現在的 服務提供者 。

服務提供者主要分為兩個部分，

register（注冊）

和

boot（引導、初始化）

，具體參考文檔。

register

負責進行向容器注冊“腳本”，但要注意注冊部分不要有對未知事物的依賴，如果有，就要移步至

boot

部分。

Facade

我們現在解答之前關于

Route

的方法為何能以靜态方法通路的問題。實際上這個問題文檔上有寫，簡單說來就是模拟一個類，提供一個靜态魔術方法

__callStatic

，并将該靜态方法映射到真正的方法上。

我們使用的

Route

類實際上是

Illuminate\Support\Facades\Route

通過

class_alias()

函數創造的

别名

而已，這個類被定義在檔案

vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Support/Facades/Route.php

。

我們打開檔案一看……诶？怎麼隻有這麼簡單的一段代碼呢？

<?php namespace Illuminate\Support\Facades;

/**
 * @see \Illuminate\Routing\Router
 */
class Route extends Facade {

	/**
	 * Get the registered name of the component.
	 *
	 * @return string
	 */
	protected static function getFacadeAccessor()
	{
		return 'router';
	}

}

其實仔細看，會發現這個類繼承了一個叫做

Facade

的類，到這裡謎底差不多要解開了。

上述簡單的定義中，我們看到了

getFacadeAccessor

方法傳回了一個

route

，這是什麼意思呢？事實上，這個值被一個

ServiceProvider

注冊過，大家應該知道注冊了個什麼，當然是那個真正的路由類！

有人會問，Facade 是怎麼實作的。我并不想說得太細，一個是我懶，另一個原因就是，自己發現一些東西更容易了解，并不容易忘記。很多細節我已經說了，建議大家自行去研究。

至此，我們已經講的差不多了。

和平！我們該總結總結了！

無論如何，世界和平了。

這裡要總結的内容就是，其實很多事情并不複雜，怕的是複雜的理論内容。我覺得很多東西一旦想通也就那麼回事兒。很多人覺得 laravel 這不好那不好、這裡難哪裡難，我隻能說，laravel 的确不是一流和優秀的架構，說 laravel 是一流、優秀的架構的人，不是 laravel 的粉絲那麼就是跟風炒作。Laravel 最大的特點和優秀之處就是使用了很多 php 比較新（實際上并不新）的概念和技術（也就一堆文法糖）而已。是以 laravel 的确符合一個适宜學習的架構。Laravel 的構思的确和其他架構有很大不同，這也要求學習他的人必須熟練 php，并

基礎紮實

！如果你覺得學 laravel 架構十分困難，那麼原因隻有一個：你 php 基礎不好。

另外，善于利用命名空間和面向對象的諸多特性，去追尋一些東西，你會發現，原來這一切這麼容易。

php設計模式番外篇--超人的誕生

IoC 容器， laravel 的核心

IoC 容器誕生的故事

超人和超能力，依賴的産生！

一堆亂麻 —— 可怕的依賴

工廠模式，依賴轉移！

再進一步！IoC 容器的重要組成 —— 依賴注入！

更為先進的工廠 —— IoC 容器！

回歸正常世界。我們開始重新審視 laravel 的核心。

服務提供者

Facade

和平！我們該總結總結了！

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