golang常用庫包：Go依賴注入(DI)工具-wire使用

google 出品的依賴注入庫 wire：https://github.com/google/wire

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什么是依賴注入

依賴注入，英文全名是 dependency injection，簡寫為 DI。

百科解釋：

依賴注入是指程序運(yùn)行過程中，如果需要調(diào)用另一個(gè)對(duì)象協(xié)助時(shí)，無須在代碼中創(chuàng)建被調(diào)用者，而是依賴于外部的注入。

在用編程語言編寫程序時(shí)，比如用 java 語言，會(huì)編寫很多類，這些類之間相互調(diào)用，完成一個(gè)具體的功能。

例如，從 MySQL 獲取數(shù)據(jù)，那么需要一個(gè) MySQL 操作類。

第一次編寫mysql操作類：

class MySQL{
}

要從 mysql 獲取數(shù)據(jù)，那么 mysql 數(shù)據(jù)庫的用戶名，密碼，地址等等這些配置信息，也是需要的，繼續(xù)編寫 MySQL 類：

package com.demo.mysql

class MySQL {
    getMySQLConfig() {
        port = 3306;
        username = "xxx";
        password = "xxx";
    }
    
    initMySQL(){}
   
    querySQL(){}
}

進(jìn)一步思考，上面的 MySQL 操作類程序有什么不妥的地方？

編程原則里有一個(gè)原則就是：單一職責(zé)

也就是說一個(gè)類最好只干一件事情。

根據(jù)這個(gè)原則在看看 MySQL 類，里面有獲取數(shù)據(jù)庫配置數(shù)據(jù)，也有操作MySQL的方法，不是單一職責(zé)的。
那里面獲取數(shù)據(jù)庫配置數(shù)據(jù)，可不可以單獨(dú)拎出來用一個(gè)類表示？當(dāng)然可以。

因?yàn)?MySQL 配置數(shù)據(jù)，多數(shù)是從文件里讀取的，上面 MySQL 類是寫死，這也是不合理的一個(gè)地方。
而配置文件的來源，可以是 yml 格式文件，也可以是 toml 格式文件，還可以是遠(yuǎn)程文件。

第二次編寫mysql操作類：

修改上面的類，增加一個(gè)獲取數(shù)據(jù)庫配置的類：

package com.demo.mysql

class MySQLConfig {
      getMySQLConfig() {
        // 從配置文件獲取 mysql 配置數(shù)據(jù)
    }
}

獲取數(shù)據(jù)的類變成：

package com.demo.mysql

class MySQL {
    initMySQL(){
     // 獲取數(shù)據(jù)庫的配置信息
     mysqlconfig = new MySQLConfig();
    }
   
    querySQL(){}
}

思考一下，上面改寫后的類有什么不妥的地方？
獲取mysql的配置信息，是不是要在 MySQL 類里 new一下，實(shí)例化一下，如果不在同一個(gè)包下，還要把配置類引入進(jìn)來在才能實(shí)例化。這里能不能優(yōu)化下，當(dāng)然可以。

直接把數(shù)據(jù)庫配置類注入到 MySQL 操作類里。這就是依賴注入。

依賴是什么？注入又是什么？
mysql 操作類依賴誰？依賴數(shù)據(jù)庫配置類。
注入什么？把數(shù)據(jù)庫配置類注入到 mysql 操作類里。
注入是一個(gè)動(dòng)作，把一個(gè)類注入到另外一個(gè)類。
依賴是一種關(guān)系，類關(guān)系，一個(gè)類要完全發(fā)揮作用，需要依賴另外一個(gè)類。

要完成數(shù)據(jù)操作，mysql操作類是需要依賴數(shù)據(jù)庫配置類的，把數(shù)據(jù)庫配置類注入到mysql操作類里，就可以完成操作類功能。

第三次編寫mysql操作類：

偽代碼示例：

package com.demo.mysql

class MySQL {
    private MySQLConfig config
    MySQL(MySQLConfig mysqlconfig) { // 數(shù)據(jù)庫配置類這里注入到mysql操作類里
        config = mysqlconfig
    }
    initMySQL(){
    
    }
   
    querySQL(){}
}

把數(shù)據(jù)庫配置類注入到mysql操作類里。

寫 java 的人都知道 java 框架里有一個(gè) spring 全家桶，spring 框架包核心有2個(gè)，其中有一個(gè)核心就是 IoC，另一個(gè)是 aop。

IoC 的全稱：Inversion of Control，控制反轉(zhuǎn)。

這個(gè)控制反轉(zhuǎn)也是面向?qū)ο缶幊淘瓌t之一。

但是這個(gè)控制反轉(zhuǎn)比較難理解，如果結(jié)合上面的 DI 來理解，就比較容易理解點(diǎn)。
可以把 DI 看作是 IoC 編程原則的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)。

依賴注入還可以從另外的軟件設(shè)計(jì)思想來理解：

分離關(guān)注點(diǎn)

高內(nèi)聚，低耦合

對(duì)數(shù)據(jù)庫 mysql 的操作和 mysql 的配置信息，這個(gè) 2 個(gè)是可以相互獨(dú)立，相分離的。

何時(shí)使用依賴注入

當(dāng)你的項(xiàng)目規(guī)模不大，文件不是很多，一個(gè)文件調(diào)用只需要傳入少量依賴對(duì)象時(shí)，這時(shí)使用依賴注入就會(huì)使程序變得繁瑣。

當(dāng)規(guī)模變大，單個(gè)對(duì)象使用需要調(diào)用多個(gè)依賴對(duì)象時(shí)，而這些依賴又有自己依賴對(duì)象，這時(shí)對(duì)象創(chuàng)建變得繁瑣，那么這時(shí)候依賴注入就可以出場了。

wire 概念說明

wire 簡介

wire 是由 google 開源的一個(gè)用 Go 語言實(shí)現(xiàn)的依賴注入代碼生成工具。它能夠根據(jù)你寫的代碼生成相應(yīng)的依賴注入 Go 代碼。

與其他依賴注入工具不同，比如 uber 的 dig 和 facebook 的 inject，這 2 個(gè)工具都是使用反射實(shí)現(xiàn)的依賴注入，而且是運(yùn)行時(shí)注入（runtime dependency injection）。

wire 是編譯代碼時(shí)生成代碼的依賴注入，是編譯期間注入依賴代碼（compile-time dependency injection）。而且代碼生成期間，如果依賴注入有問題，生成依賴代碼時(shí)就會(huì)出錯(cuò)，就可以報(bào)出問題來，而不必等到代碼運(yùn)行時(shí)才暴露出問題。

provider 和 injector

首先，需要理解 wire 的 2 個(gè)核心概念：provider 和 injector。

從上面 java 模擬依賴注入的例子中，可以簡化出依賴注入的步驟：

第一：需要 New 出一個(gè)類實(shí)例
第二：把這個(gè) New 出來的類實(shí)例通過構(gòu)造函數(shù)或者其他方式“注入”到需要使用它的類中
第三：在類中使用這個(gè) New 出來的實(shí)例

從上面步驟來理解 wire 的 2 個(gè)核心概念 provider 和 injector。

provider 就相當(dāng)于上面 New 出來的類實(shí)例。
injector 就相當(dāng)于“注入”動(dòng)作前，把所需依賴函數(shù)進(jìn)行聚合，根據(jù)這個(gè)聚合的函數(shù)生成依賴關(guān)系。

provider：提供一個(gè)對(duì)象。
injector：負(fù)責(zé)根據(jù)對(duì)象依賴關(guān)系，生成新程序。

provider

provider 是一個(gè)普通的 Go 函數(shù) ，可以理解為是一個(gè)對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)。為下面生成 injector 函數(shù)提供”構(gòu)件“。

看下面例子，來自 go blog。

這篇 blog 是 2018.10.9 發(fā)表，可能一些信息有點(diǎn)老，再參考 github guide ，這篇 guide 最后更新于 2021.1.26。

下面的 NewUserStore() 函數(shù)可以看作是一個(gè) provider。這個(gè)函數(shù)需要傳入 *Config 和 *mysql.DB 2 個(gè)參數(shù)。

// NewUserStore 是一個(gè) provider for *UserStore，*UserStore 依賴 *Config，*mysql.DB
func NewUserStore(cfg *Config, db *mysql.DB) (*UserStore, error) {... ...}

// NewDefaultConfig 是一個(gè) provider for *Config，沒有任何依賴
func NewDefaultConfig() *Config {...}

// NewDB 是 *mysql.DB 的一個(gè) provider ，依賴于數(shù)據(jù)庫連接信息 *ConnectionInfo
func NewDB(info *ConnectionInfo) (*mysql.DB, error){...}

provider 可以組合成一組 provider set。對(duì)于經(jīng)常在一起使用的 providers 來說，這個(gè)非常有用。使用 wire.NewSet 方法可以把他們組合在一起，

var SuperSet = wire.NewSet(NewUserStore, NewDefaultConfig)

你也可以把其他的 provider sets 加入一個(gè) provider set，

import （
    “example.com/some/other/pkg”
）

// ... ...
var MegaSet = wire.NewSet(SuperSet, pkg.OtherSet)

wire.NewSet() 函數(shù)：

這個(gè)函數(shù)可以把相關(guān)的 provider 組合在一起然后使用。當(dāng)然也可以單獨(dú)使用，如 var Provider = wire.NewSet(NewDB)。

這個(gè) NewSet 函數(shù)的返回值也可以作為其他 NewSet 函數(shù)的參數(shù)使用，比如上面的 SuperSet 作為參數(shù)使用。

injector

我們編寫程序把這些 providers 組合起來(比如下面例子 initUserStore() 函數(shù))，wire 里的 wire 命令會(huì)按照依賴順序調(diào)用 providers 生成更加完整的函數(shù)，這個(gè)就是 injector。

首先，編寫生成 injector 的簽名函數(shù)，然后用 wire 命令生成相應(yīng)的函數(shù)。

例子如下：

// +build wireinject

func initUserStore(info *ConnectionInfo) (*UserStore, error) {
    wire.Build(SuperSet, NewDB) // 聲明獲取 UserStore 需要調(diào)用哪些 provider 函數(shù)
    return nil, nil
}

然后用 wire 命令把上面的 initUserStore 函數(shù)生成 injector 函數(shù)，生成的函數(shù)對(duì)應(yīng)文件名 wire_gen.go。

wire 命令:

You can generate the injector by invoking Wire in the package directory。

直接在生成 injector 函數(shù)的包下，使用 wire 命令，就可以生成 injector 代碼。

wire.Build() 函數(shù)：

它的參數(shù)可以是 wire.NewSet() 組織的一個(gè)或多個(gè) provider，也可以直接使用 provider。

wire 使用

wire 結(jié)構(gòu)體和方法列表

func Build(...interface{}) string
type Binding
	func Bind(iface, to interface{}) Binding
type ProvidedValue
	func InterfaceValue(typ interface{}, x interface{}) ProvidedValue
	func Value(interface{}) ProvidedValue
type ProviderSet
	func NewSet(...interface{}) ProviderSet
type StructFields
	func FieldsOf(structType interface{}, fieldNames ...string) StructFields
type StructProvider
	func Struct(structType interface{}, fieldNames ...string) StructProvider

更詳細(xì)說明可以看這里 func index - pkg.go.dev。

wire 安裝

go get github.com/google/wire/cmd/wire

快速開始

例子1

先新建一個(gè) basics 的文件夾，然后在 basics 里使用 go mod init basics，新建一個(gè) go.mod，在 go.mod 里引入 wire：require github.com/google/wire v0.5.0。

整個(gè)文件夾目錄結(jié)構(gòu):

定義 providers

在 basics 文件夾下新建 basics.go 文件，寫入如下代碼：

package main

import (
	"context"
	"errors"
)

type Student struct {
	ClassNo int
}

// NewStudent 就是一個(gè) provider，返回一個(gè) Student
func NewStudent() Student {
	return Student{ClassNo: 10}
}

type Class struct {
	ClassNo int
}

// NewClass 就是一個(gè) provider，返回一個(gè) Class
func NewClass(stu Student) Class {
	return Class{ClassNo: stu.ClassNo}
}

type School struct {
	ClassNo int
}

// NewSchool 是一個(gè) provider，返回一個(gè) School
// 與上面 provider 不同的是，它還返回了一個(gè)錯(cuò)誤信息
func NewSchool(ctx context.Context, class Class) (School, error) {
	if class.ClassNo == 0 {
		return School{}, errors.New("cannot provider school when class is 0")
	}
	return School{ClassNo: class.ClassNo}, nil
}

定義 injector

新建文件 wire.go，代碼如下：

// +build wireinject

package main

import (
	"github.com/google/wire"
)

var SuperSet = wire.NewSet(NewStudent, NewClass, NewSchool)

func initSchool() (School, error) {
	wire.Build(SuperSet)
	return School{}, nil
}

// +build wireinject

這一行代碼一定要在包最上面聲明，表明這是一個(gè)準(zhǔn)備被編譯的 injector

用 wire 命令生成 injector 函數(shù)代碼

用 wire 命令生成 injector 代碼，在 basics 目錄下執(zhí)行 wire 命令：

$ wire
wire: D:\work\mygo\go-practice2\di\wire\basics\wire.go:9:1: inject initSchool: no provider found for context.Context needed by basics.School in provider set "SuperSet" (D:\work\mygo\go-practice2\di\wire\basics\wire.go:7:16)

wire: basics: generate failed
wire: at least one generate failure

報(bào)錯(cuò)了，看看顯示出的錯(cuò)誤信息，最主要是這一行信息：

inject initSchool: no provider found for context.Context needed by basics.School in provider set "SuperSet"

來看一看 initSchool 函數(shù)，果然沒有給它提供 context.Context 。我們來修改函數(shù)，引入 context 包，然后給 initSchool 函數(shù)增加參數(shù) context.Context：

func initSchool(ctx context.Context) (School, error) {
	wire.Build(SuperSet)
	return School{}, nil
}

再來用命令 wire 編譯：

$ wire
wire: basics: wrote D:\work\mygo\go-practice2\di\wire\basics\wire_gen.go

生成的 injector 代碼，wire_gen.go 文件，

// Code generated by Wire. DO NOT EDIT.

//go:generate go run github.com/google/wire/cmd/wire
//+build !wireinject

package main

import (
	"context"
	"github.com/google/wire"
)

// Injectors from wire.go:

func initSchool(ctx context.Context) (School, error) {
	student := NewStudent()
	class := NewClass(student)
	school, err := NewSchool(ctx, class)
	if err != nil {
		return School{}, err
	}
	return school, nil
}

// wire.go:

var SuperSet = wire.NewSet(NewStudent, NewClass, NewSchool)

小結(jié)

wire 使用的步驟：

先編寫 provider。

再編寫 injector：把相關(guān) provider 組織在一起，成為一個(gè) ProviderSet。

最后用 wire 命令編譯：wire 會(huì)根據(jù) provider 之間相關(guān)依賴生成代碼。

wire.NewSet 函數(shù)：

它可以把 provider 集合起來。作用1分類：可以把一組相關(guān)的 provider 寫在一起組成 ProviderSet。作用1延伸第2個(gè)作用，避免 provider 過多難于管理。

wite.Build 函數(shù)：
func Build(...interface{}) string
它的參數(shù)是 provider 不定長列表。把所有相關(guān)的 provider 組織在一起然后生成 injector 函數(shù)代碼。它是生成 injector 函數(shù)的模板函數(shù)。

綁定接口

上面例子1綁定的是結(jié)構(gòu)體和構(gòu)造函數(shù)。如果有接口 interface 參與呢，那怎么辦？比如下面的代碼，

type Fooer interface {
    Hello()
}

type Foo struct{}

func (f Foo)Hello() {
    fmt.Println("hello")
}

func Bar struct{}

func NewBar() Bar {
    return Bar{}
}

有接口 Fooer，這個(gè)怎么綁定呢？這時(shí)候就可以用 [wire.Bind](wire/wire.go at v0.5.0 · google/wire · GitHub) 函數(shù)，

var bind = wire.Bind(new(Fooer), new(Foo))
var set = wire.NewSet(bind, NewBar)

// or
var set = wire.NewSet(wire.Bind(new(Fooer), new(Foo)), NewBar)

struct prividers

struct 也可以直接當(dāng)作一個(gè) provider 使用。如果結(jié)構(gòu)體的 provider 僅僅是用作字段賦值，那么可以使用函數(shù) wire.Struct 來賦值。

type Foo int
type Bar int

func NewFoo() Foo {/* ... */}
func NewBar() Bar {/* ... */}

type FooBar struct {
    MyFoo Foo
    MyBar Bar
}

var set = wire.NewSet(
	NewFoo,
    NewBar,
    wire.Struct(new(FooBar), "MyFoo", "MyBar"),
)

更多信息請(qǐng)參考struct providers guide

Provider Set

上面例子1中就用到 provider set，把

相關(guān)的 provider 組織在一起。使用函數(shù) wire.NewSet 就可以做到。

更多例子請(qǐng)查看官方文檔：

https://github.com/google/wire

參考

https://github.com/google/wire
https://github.com/google/wire/blob/main/docs/guide.md
https://go.dev/blog/wire
wire func index - pkg

本文標(biāo)題：golang常用庫包：Go依賴注入(DI)工具-wire使用
文章位置：http://chinadenli.net/article30/dsoisso.html

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