Google Guice 一个轻量级的依赖注入框架

Github 主页:https://github.com/google/guice
API:http://google.github.io/guice/api-docs/4.0/javadoc/

Guice (pronounced 'juice') is a lightweight dependency injection framework for Java 6 and above, brought to you by Google. 一个轻量级的依赖注入框架。

关于 Spring 的依赖注入,请参见 Spring 依赖注入 DI 的方式

一个 Google Guice 示例参见 Guide to Google Guice
例如我们有一个 Communication类,它实际上是利用 Communicator来真正的发送消息。

添加 Maven 的依赖:

<dependency>
    <groupId>com.google.inject</groupId>
    <artifactId>guice</artifactId>
    <version>4.0</version>
</dependency>

我们首先定义 Communicator接口,和它的一个实现类 DefaultCommunicatorImpl

public interface Communicator {
    boolean sendMessage(String message);
}
public class DefaultCommunicatorImpl implements Communicator {
    public boolean sendMessage(String message) {
        System.out.println("Sending Message + " + message);
        return true;
    }
}

随后我们通过 @Inject注解来在 Communication类中注入 Communicator类的依赖:

import com.google.inject.Guice;
import com.google.inject.Inject;
import com.google.inject.Injector;

import java.util.logging.Logger;

public class Communication {
    @Inject
    private Communicator communicator;

    public Communication(Boolean keepRecords) {
        if (keepRecords) {
            System.out.println("Message logging enabled");
        }
    }

    public boolean sendMessage(String message) {
        communicator.sendMessage(message);
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Injector injector = Guice.createInjector(new BasicModule());

        Communication comms = injector.getInstance(Communication.class);

        comms.sendMessage("hello world");
    }
}

在 main()中,可以看到我们通过 Injector得到了一个 Communication实例,随后调用了 sendMessage()方法。

那么 BasicModule类又是怎么样的呢?

The Module is the basic unit of definition of bindings. 定义依赖绑定的基本单元。

  • 它需要继承 AbstractModule
  • 它将 Communication绑定了到一个实例 Instance,传入参数 true到构造方法
  • 它将 Communicator绑定了到一个具体的实现 DefaultCommunicatorImpl
import com.google.inject.AbstractModule;

public class BasicModule extends AbstractModule {

    @Override
    protected void configure() {
        // 表明:当需要 Communicator 这个变量时,我们注入 DefaultCommunicatorImpl 的实例作为依赖
        bind(Communicator.class).to(DefaultCommunicatorImpl.class);

        bind(Communication.class)
                .toInstance(new Communication(true));
    }
}

运行输出如下:

Message logging enabled
Sending Message + hello world

可以看到,Guice 通过代码的形式来注入并管理依赖,而不是通过 XML 配置文件的形式,这个与 Spring 不太一样。

我们也可通过 @Provides注解来在 BasicModule中定义依赖:

public class BasicModule extends AbstractModule {
    @Override
    protected void configure() {
        bind(Communication.class)
                .toInstance(new Communication(true));
    }

    @Provides
    @Singleton
    public Communicator getCommunicator() {
        return new DefaultCommunicatorImpl();
    }
}

其中 @Singleton注解表明这个依赖的 Scope 是单例,它是延时加载的 lazily initiated。

如果我们对一个依赖进行了多次绑定,例如:

@Provides
@Singleton
public Communicator getCommunicator() {
    return new DefaultCommunicatorImpl();
}

@Provides
@Singleton
public Communicator getCommunicatorOneMoreTime() {
    return new DefaultCommunicatorImpl();
}

运行时会抛出如下的异常:

1) A binding to demo.guice.Communicator was already configured at demo.guice.BasicModule.getCommunicator().
  at demo.guice.BasicModule.getCommunicator(BasicModule.java:17)

1 error
    at com.google.inject.internal.Errors.throwCreationExceptionIfErrorsExist(Errors.java:466)
    at com.google.inject.internal.InternalInjectorCreator.initializeStatically(InternalInjectorCreator.java:155)
    at com.google.inject.internal.InternalInjectorCreator.build(InternalInjectorCreator.java:107)
    at com.google.inject.Guice.createInjector(Guice.java:96)
    at com.google.inject.Guice.createInjector(Guice.java:73)
    at com.google.inject.Guice.createInjector(Guice.java:62)

假如我们现在有了 Communicator接口的另外一种实现 AnotherCommunicatorImpl

public class AnotherCommunicatorImpl implements Communicator {
    public boolean sendMessage(String message) {
        System.out.println("Another Sending Message + " + message);
        return true;
    }
}

同时我们在 Communication类中需要同时依赖于原有的 DefaultCommunicatorImpl和新定义的 AnotherCommunicatorImpl,例如:

public class Communication {

    @Inject
    private Communicator communicator;

    @Inject
    private Communicator anotherCommunicator;

    public Communication(Boolean keepRecords) {
        if (keepRecords) {
            System.out.println("Message logging enabled");
        }
    }

    public boolean sendMessage(String message) {
        communicator.sendMessage(message);

        anotherCommunicator.sendMessage(message);

        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Injector injector = Guice.createInjector(new BasicModule());

        Communication comms = injector.getInstance(Communication.class);

        comms.sendMessage("hello world");
    }
}

那么我们在 BasicModule应该怎么定义这种绑定呢?
如果我们尝试添加另外一个 @Provides方法,返回 AnotherCommunicatorImpl,例如:

@Provides
@Singleton
public Communicator getCommunicator() {
    return new DefaultCommunicatorImpl();
}

@Provides
@Singleton
public Communicator getAnotherCommunicator() {
    return new AnotherCommunicatorImpl();
}

则会有如下的异常:

Exception in thread "main" com.google.inject.CreationException: Unable to create injector, see the following errors:

1) A binding to demo.guice.Communicator was already configured at demo.guice.BasicModule.getCommunicator().
  at demo.guice.BasicModule.getAnotherCommunicator(BasicModule.java:23)

这里我们需要通过 @Named注解提供为属性赋值的功能。
首先在注入绑定的时候使用 @Named注解:

@Inject
@Named("communicator")
private Communicator communicator;

@Inject
@Named("anotherCommunicator")
private Communicator anotherCommunicator;

随后在定义绑定的时候使用 @Named注解:

@Provides
@Singleton
@Named("communicator")
public Communicator getCommunicator() {
    return new DefaultCommunicatorImpl();
}

@Provides
@Singleton
@Named("anotherCommunicator")
public Communicator getAnotherCommunicator() {
    return new AnotherCommunicatorImpl();
}

运行结果如下:

Message logging enabled
Sending Message + hello world
Another Sending Message + hello world

Guice 的工作原理

总的来说:

  • Guice:整个框架的门面
  • Injector:一个依赖的管理上下文
  • Binder:一个接口和实现的绑定
  • Module:一组 Binder
  • Provider:bean 的提供者
  • KeyBinder中对应一个 Provider
  • ScopeProvider的作用域

每个绑定 Binding<T>的结构如下:

public interface Binding<T> extends Element {
    Key<T> getKey();

    Provider<T> getProvider();

同时它继承了 Element,里面包含了 Source:

public interface Element {
    Object getSource();

可以看出每个绑定 Binding<T>,包含一个键 Key<T>和 一个提供者 Provider

  • 键 Key<T>唯一地确定每一个绑定。 键 Key<T>包含了客户代码所依赖的类型以及一个可选的标注。你可以使用标注来区分指向同一类型的多个绑定。

    • 例如,上述的代码中,Communicator类型的就有两个键:
    • Key[type=demo.guice.Communicator, [email protected](value=communicator)]
    • Key[type=demo.guice.Communicator, [email protected](value=anotherCommunicator)]
  • 对于每一个提供者 Provider,它提供所需类型的实例:

    • 你可以提供一个类,Guice 会帮你创建它的实例。
    • 你也可以给 Guice 一个你要绑定的类的实例。
    • 你还可以实现你自己的 Provider<T>,Guice 可以向其中注入依赖关系。
    • 例如,上述的代码中,就有一个提供者是 class demo.guice.DefaultCommunicatorImpl
  • 每个绑定还有一个可选的作用域。缺省情况下绑定没有作用域,Guice 为每一次注入创建一个新的对象。一个定制的作用域可以使你控制 Guice 是否创建新对象。例如,你可以使用 为每一个 HttpSession 创建一个实例。

我们可以通过如下的方式遍历每一个绑定 Binding<T>

Injector injector = Guice.createInjector(new BasicModule());

Map<Key<?>, Binding<?>> bindings = injector.getBindings();

for (Map.Entry<Key<?>, Binding<?>> bingingEntry : bindings.entrySet()) {

    Binding binging = bingingEntry.getValue();

    Key key =  binging.getKey();
    Provider provider = binging.getProvider();

    System.out.println("Key: " + key.toString());

    System.out.println("Provider: " + provider.get().getClass());

    System.out.println("************");
}

输出如下:

Key: Key[type=com.google.inject.Stage, annotation=[none]]
Provider: class com.google.inject.Stage
************
Key: Key[type=com.google.inject.Injector, annotation=[none]]
Provider: class com.google.inject.internal.InjectorImpl
************
Key: Key[type=java.util.logging.Logger, annotation=[none]]
Provider: class java.util.logging.Logger
************
Key: Key[type=demo.guice.Communication, annotation=[none]]
Provider: class demo.guice.Communication
************
Key: Key[type=demo.guice.Communicator, [email protected](value=communicator)]
Provider: class demo.guice.DefaultCommunicatorImpl
************
Key: Key[type=demo.guice.Communicator, [email protected](value=anotherCommunicator)]
Provider: class demo.guice.AnotherCommunicatorImpl
************

injector.getInstance(XXX.class);的过程:
先根据指定的类来 new Key()Key包括类信息 XXX.class和注解信息,XXX.class的 hashcode和注解的 hashcode决定了 Key的 hashcodegetProvider时是根据 Key的 hashcode来判断是否是同一个Key,然后取到 Provider,由 Provider提供最终的示例。
例如上面 Key[type=demo.guice.Communicator, [email protected](value=communicator)]和 Key[type=demo.guice.Communicator, [email protected](value=anotherCommunicator)]的 hashcode就分别为 -1491509781和 349671560

Guice DI 与 Spring DI 的比较

参考 Guice与Spring的区别

  • 使用方式:

    • Spring 将类与类之间的关系隔离到 XML 中,由容器负责注入被调用的对象
    • Guice 不使用 XML,而是使用注解 Annotation
  • 运行效率:

    • Guice 使用注解 Annotation,cglib, 效率高,这是与与 Spring 最明显的一个区别,Spring 是在装载配置文件的时候把该注入的地方都注入完,而 Guice 呢,则是在使用的时候去注射,运行效率和灵活性高。
  • 类耦合度:

    • Spring 耦合度低,强调类非侵入,以外部化的方式处理依赖关系,类里边是很干净的,在配置文件里做文章
    • Guice 耦合度高,代码级的标注,DI 标记 @inject侵入代码中,耦合到了类层面上来



作者:专职跑龙套
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来源:简书
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