GoLong的学习之路（番外）如何使用依赖注入工具：wire

我为什么要直接写番外呢？其原因很简单。项目中会使用，其实在这里大家就可以写一些项目来了。

依赖注入的工具本质思想其实都大差不差。无非控制反转和依赖注入。

文章目录

控制反转
- 为什么需要依赖注入工具
wire的概念
- 提供者（provider）
- Injector（注入器）
- `注意`
wire的使用
特性
- 绑定接口
- 结构体提供者
- - 指针结构体传入的中
  - - `注入MyFoo字段`
  - 重要
- 绑定值
- - 接口值
- 使用结构的字段作为提供者
- Cleanup函数

控制反转

控制反转（Inversion of Control，缩写为IoC），是面向对象编程中的一种设计原则，可以用来减低计算机代码之间的耦合度。

其中最常见的方式叫做依赖注入（Dependency Injection，简称DI）
（还有一种方式通过依赖查找。这个我在我之前的Spring的文章中有写，感兴趣的朋友可以移步）。

依赖注入是生成灵活和松散耦合代码的标准技术，通过明确地向组件提供它们所需要的所有依赖关系。

在 Go 中通常采用将依赖项作为参数传递给构造函数的形式：

构造函数NewBookRepo在创建BookRepo时需要从外部将依赖项db作为参数传入，我们在NewBookRepo中无需关注db的创建逻辑，实现了代码解耦。

// NewBookRepo 创建BookRepo的构造函数
func NewBookRepo(db *gorm.DB) *BookRepo {
	return &BookRepo{db: db}
}

对于控制反转来说，如果在NewBookPepo 函数中自行创建相关依赖，使得代码的耦合度比较高，并且难以维护和调试。

为了解决这个问题，大佬们就开始想办法，在还华中尽可能的使用控制反转和依赖注入将程序解耦合开，从而写出灵活，并易于测试的程序。

为什么需要依赖注入工具

在小型应用程序中，我们可以自行创建依赖并手动注入。但是在一个大型应用程序中，手动去实现所有依赖的创建和注入就会比较繁琐。

为了方便管理业务，和技术分层，会在实际中划分住不同的代码层。其中MVC就是一个非常常见的业务思想。

例如：
HTTP服务中：
这中模型是最为常见的的模型。
在这里插入图片描述

服务需要有一个配置，指定工作模式、连接的数据库和监听端口等信息。（conf）

目录: conf/conf.go

// conf/conf.go

// NewDefaultConfig 返回默认配置，不需要依赖
func NewDefaultConfig() *Config {...}

这里定义了一个默认配置，当然后续可以支持从配置文件或环境变量读取配置信息

在程序的data层，需要定义一个连接数据库的函数，它依赖上面定义的Config并返回一个*gorm.DB（这里使用gorm连接数据库）

目录：data/data.go

// data/data.go

// NewDB 返回数据库连接对象
func NewDB(cfg *conf.Config) (*gorm.DB, error) {...}

同时定义一个BookRepo，它有一些数据操作相关的方法。它的构造函数NewBookRepo依赖*gorm.DB，并返回一个*BookRepo。

目录:data/data.go

// data/data.go

type BookRepo struct {
	db *gorm.DB
}

func NewBookRepo(db *gorm.DB) *BookRepo {...}

Service层位于data层和Server层的中间，它负责实现对外服务。其中构造函数 NewBookService 依赖Config和BookRepo
目录：service/service.go

// service/service.go

type BookService struct {
	config *conf.Config
	repo   *data.BookRepo
}

func NewBookService(cfg *conf.Config, repo *data.BookRepo) *BookService {...}

server层又有一个NewServer构造函数，它依赖外部传入Config和BookService
目录：server/server.go

// server/server.go

type Server struct {
	config  *conf.Config
	service *service.BookService
}

func NewServer(cfg *conf.Config, srv *service.BookService) *Server {...}

在main.go文件中又依赖Server创建一个app

目录:main.go

// main.go

type Server interface {
	Run()
}

type App struct {
	server Server
}

func newApp(server Server) *App {...}

由于在程序中定义了大量需要依赖注入的构造函数，程序的main函数中会出现以下情形。
目录：main.go

// main.go

func main() {
	cfg := conf.NewDefaultConfig()
	db, _ := data.NewDB(cfg)
	repo := data.NewBookRepo(db)
	bookSrv := service.NewBookService(cfg, repo)
	server := server.NewServer(cfg, bookSrv)
	app := newApp(server)

	app.Run()
}

所有依赖的创建和顺序都需要手动维护。

故我们就需要一个工具来解决这个问题。

wire的概念

Go社区中有很多依赖注入框架。比如：Uber的dig和Facebook的inject都使用反射来做运行时依赖注入。

Wire 是一个的 Google 开源的依赖注入工具，通过自动生成代码的方式在编译期完成依赖注入。

wire中有两个核心概念：提供者（provider）和注入器（injector）

提供者（provider）

提供者函数可以分组为提供者函数集（provider set）。使用wire.NewSet 函数可以将多个提供者函数添加到一个集合中。如果经常同时使用多个提供者函数，这非常有用。

package demo

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

// ...

var ProviderSet = wire.NewSet(NewX, NewY, NewZ)

而这个集合也可以作为提供者函数。

package demo

import (
    // ...
    "example.com/some/other/pkg"
)
var MegaSet = wire.NewSet(ProviderSet, pkg.OtherSet)

而提供者函数可以实现这几种方式。

可以产生值的普通函数

type X struct {
    Value int
}

// NewX 返回一个X对象
func NewX() X {
  return X{Value: 7}
}

可以使用参数指定依赖项

type Y struct {
    Value int
}

// NewY 返回一个Y对象，需要传入一个X对象作为依赖。
func NewY(x X) Y {
  return Y{Value: x.Value+1}
}

可以返回错误的

type Z struct {
    Value int
}

// NewZ 返回一个Z对象，当传入依赖的value为0时会返回错误。
func NewZ(ctx context.Context, y Y) (Z, error) {
	if y.Value == 0 {
		return Z{}, errors.New("cannot provide z when value is zero")
	}
	return Z{Value: y.Value + 2}, nil
}

Injector（注入器）

应用程序中是用一个注入器来连接提供者，注入器就是一个按照依赖顺序调用提供者。

使用 wire时，你只需要编写注入器的函数签名，然后 wire会生成对应的函数体

要声明一个注入器函数只需要在函数体中调用wire.Build

这个函数的返回值也无关紧要，只要它们的类型正确即可。这些值在生成的代码中将被忽略。

假设上面的提供者函数是在一个名为 wire_demo/demo 的包中定义的，下面将声明一个注入器来得到一个Z函数

package main

import (
    "context"

    "github.com/google/wire"
    "wire_demo/demo"
)
func initZ(ctx context.Context) (demo.Z, error) {
    wire.Build(demo.ProviderSet)
    return demo.Z{}, nil
}

wire.Build的参数和wire.NewSet一样：都是提供者集合。这些就在该注入器的代码生成期间使用的提供者集。

将上面的代码保存到wire.go中，文件最上面的//go:build wireinject 是必须的（Go 1.18之前的版本使用// +build wireinject），它确保wire.go不会参与最终的项目编译。

`注意`

在实际运用中我要根据实际业务层，封装不同的wrie的go类，这样方便管理。在哪里调用什么清晰明了

wire的使用

安装wire命令行工具。
命令行：> go install github.com/google/wire/cmd/wire@latest

在wire.go同级目录下执行以下命令: wire

wire会在同级目录下wire_gen.go文件中生成注入器的具体实现。

生成代码：-----》

// Code generated by Wire. DO NOT EDIT.

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

package main

import (
	"context"
	"wire_demo/demo"
)

// Injectors from wire.go:

func initZ(ctx context.Context) (demo.Z, error) {
	x := demo.NewX()
	y := demo.NewY(x)
	z, err := demo.NewZ(ctx, y)
	if err != nil {
		return demo.Z{}, err
	}
	return z, nil
}

从生成的内容可以看出，wire生成的内容非常接近开发人员自己编写的内容。

此外，运行时对wire的依赖性很小：所有编写的代码都只是普通的Go代码，可以在没有wire的情况下使用。

特性

绑定接口

依赖项注入通常用于绑定接口的具体实现。

wire通过类型标识将输入与输出匹配，因此倾向于创建一个返回接口类型的提供者。这不是习惯写法，因为Go的最佳实践是返回具体类型。

你可以在提供者集中声明接口绑定：

type Fooer interface {
    Foo() string
}

type MyFooer string

func (b *MyFooer) Foo() string {
    return string(*b)
}

func provideMyFooer() *MyFooer {
    b := new(MyFooer)
    *b = "Hello, World!"
    return b
}

type Bar string

func provideBar(f Fooer) string {
    // f will be a *MyFooer.
    return f.Foo()
}

var Set = wire.NewSet(
    provideMyFooer,
    wire.Bind(new(Fooer), new(*MyFooer)),
    provideBar,
)

wire.Bind的第一个参数是指向所需接口类型值的指针，第二个参数是指向实现该接口的类型值的指针。任何包含接口绑定的集合还必须具有提供具体类型的提供者。

结构体提供者

可以使用提供的类型构造结构体。

使用wire.Struct函数构造一个结构体类型，并告诉注入器应该注入哪个字段。

注入器将使用字段类型的提供程序填充每个字段。

type Foo int
type Bar int

func ProvideFoo() Foo {/* ... */}

func ProvideBar() Bar {/* ... */}

type FooBar struct {
    MyFoo Foo
    MyBar Bar
}

var Set = wire.NewSet(
    ProvideFoo,
    ProvideBar,
    wire.Struct(new(FooBar), "MyFoo", "MyBar"),
)

这个wire会生成一个类似于：

func injectFooBar() FooBar {
    foo := ProvideFoo()
    bar := ProvideBar()
    fooBar := FooBar{
        MyFoo: foo,
        MyBar: bar,
    }
    return fooBar
}

wire.Struct的第一个参数是指向所需结构体类型的指针，随后的参数是要注入的字段的名称。可以使用一个特殊的字符串“*”作为快捷方式，告诉注入器注入结构体的所有字段。

指针结构体传入的中

对于生成的结构体类型S，wire.struct同时提供S和*S

`注入MyFoo字段`

var Set = wire.NewSet(
    ProvideFoo,
    wire.Struct(new(FooBar), "MyFoo"),
)

1.生成的类似于：

func injectFooBar() FooBar {
    foo := ProvideFoo()
    fooBar := FooBar{
        MyFoo: foo,
    }
    return fooBar
}

2.生成的类似于：

func injectFooBar() *FooBar {
    foo := ProvideFoo()
    fooBar := &FooBar{
        MyFoo: foo,
    }
    return fooBar
}

重要

有时防止结构体的某些字段被注入器填充很有必要，尤其是在将*传递给wire.Struct的时候。你可以用wire:"-"标记字段，使wire忽略这些字段。

type Foo struct {
    mu sync.Mutex `wire:"-"`
    Bar Bar
}

使用wire.Struct(new(Foo), "*")提供Foo类型时，wire将自动省略mu字段。

此外，在wire.Struct(new(Foo), "mu")中显式指定被忽略的字段也会报错。

绑定值

有时，将基本值（通常为nil）绑定到类型是有用的。

你可以向提供程序集添加一个值表达式，而不是让注入器依赖于一次性提供者函数。

type Foo struct {
    X int
}

func injectFoo() Foo {
    wire.Build(wire.Value(Foo{X: 42}))
    return Foo{}
}

生成的注入器：

func injectFoo() Foo {
    foo := _wireFooValue
    return foo
}

var (
    _wireFooValue = Foo{X: 42}
)

值得注意的是，表达式将被复制到注入器的包中。

对变量的引用将在注入器包的初始化过程中进行计算。如果表达式调用任何函数或从任何通道接收任何函数，wire 将会报错。

接口值

对于接口值，使用 InterfaceValue。

func injectReader() io.Reader {
    wire.Build(wire.InterfaceValue(new(io.Reader), os.Stdin))
    return nil
}

使用结构的字段作为提供者

用户想要的提供程序是结构的某些字段，如果发现自己在下面的示例中编写了一个类似getS的提供者，可以尝试将结构字段作为所提供的类型：

type Foo struct {
    S string
    N int
    F float64
}

func getS(foo Foo) string {
    // Bad! Use wire.FieldsOf instead.
    return foo.S
}

func provideFoo() Foo {
    return Foo{ S: "Hello, World!", N: 1, F: 3.14 }
}

func injectedMessage() string {
    wire.Build(
        provideFoo,
        getS,
    )
    return ""
}

可以使用wire.FieldsOf直接使用结构体的字段，而无需编写一个类似getS的函数：

func injectedMessage() string {
    wire.Build(
        provideFoo,
        wire.FieldsOf(new(Foo), "S"),
    )
    return ""
}

生成为：

func injectedMessage() string {
    foo := provideFoo()
    string2 := foo.S
    return string2
}

可以根据需要将任意多的字段名称添加到wire.FieldsOf中

Cleanup函数

如果提供程序创建了一个需要清理的值（例如关闭文件、关闭数据库连接等），那么它可以返回一个闭包来清理资源。

注入器将使用它向调用方返回聚合清理函数，或者在注入器实现中稍后调用的提供程序返回错误时清理资源。

func provideFile(log Logger, path Path) (*os.File, func(), error) {
    f, err := os.Open(string(path))
    if err != nil {
        return nil, nil, err
    }
    cleanup := func() {
        if err := f.Close(); err != nil {
            log.Log(err)
        }
    }
    return f, cleanup, nil
}