依赖注入（Dependency Injection, DI）在 iOS 开发中的应用

在 iOS 开发中，我们经常会遇到类与类之间存在依赖关系的情况。比方，一个视图控制器大概需要一个服务对象来处理数据，这种情况下，视图控制器就依赖于这个服务对象。传统的做法是直接在视图控制器中创建服务对象，但这会导致类之间的紧密耦合，降低代码的可维护性和可测试性。为了改善这一点，我们可以利用依赖注入（Dependency Injection, DI）模式。

入门

什么是依赖注入？

依赖注入是一种计划模式，用于清除对象之间的依赖关系。通过依赖注入，一个类所依赖的对象（即依赖）由外部通报给它，而不是在类内部自己创建。如允许以降低类之间的耦合度，提高代码的可维护性和可测试性。
依赖注入的类型

依赖注入重要有三种类型：构造函数注入、属性注入和方法注入。
1. 构造函数注入

构造函数注入是通过构造函数将依赖对象通报给类。构造函数注入通常是最常用和保举的方式，由于依赖在对象创建时就被注入，从而确保了对象的完整性。

1. class AuthService {
2.     private let userManager: UserManagerProtocol
4.     init(userManager: UserManagerProtocol) {
5.         self.userManager = userManager
6.     }
8.     func authenticate() {
9.         guard let user = userManager.currentUser else {
10.             print("No user to authenticate")
11.             return
12.         }
13.         print("Authenticating user: \(user.name)")
14.     }
15. }

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2. 属性注入

属性注入是通过设置类的属性将依赖对象通报给类。属性注入允许在对象创建之后再注入依赖，适用于那些在对象创建时不需要立即利用依赖的情况。

1. class AuthService {
2.     var userManager: UserManagerProtocol?
4.     func authenticate() {
5.         guard let userManager = userManager, let user = userManager.currentUser else {
6.             print("No user to authenticate")
7.             return
8.         }
9.         print("Authenticating user: \(user.name)")
10.     }
11. }
13. // 使用时
14. let authService = AuthService()
15. authService.userManager = UserManager.shared
16. authService.authenticate()

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3. 方法注入

方法注入是通过方法参数将依赖对象通报给类。方法注入适用于那些只在特定方法调用时才需要依赖的情况。

1. class AuthService {
2.     func authenticate(userManager: UserManagerProtocol) {
3.         guard let user = userManager.currentUser else {
4.             print("No user to authenticate")
5.             return
6.         }
7.         print("Authenticating user: \(user.name)")
8.     }
9. }
11. // 使用时
12. let authService = AuthService()
13. authService.authenticate(userManager: UserManager.shared)

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依赖注入的利益

• 提高代码的可测试性：通过依赖注入，可以轻松地替换依赖对象，从而进行单元测试。比方，可以在测试中注入一个模拟对象（mock object）来验证依赖类的行为。
  
• 减少类之间的耦合：依赖注入使类只依赖于接口或抽象类，而不是具体实现，从而降低了类之间的耦合度。
  
• 提高代码的机动性和复用性：通过依赖注入，可以轻松地替换依赖对象，从而实现差别的功能或行为。比方，可以注入差别的实现来实现差别的策略模式。
  

利用依赖注入框架

在实际开发中，我们可以利用依赖注入框架来管理和注入依赖对象。Swinject 是一个盛行的 Swift 语言依赖注入框架，可以资助我们轻松实现依赖注入。
Swinject 示例

以下是一个利用 Swinject 的简单示例：

1. import Swinject
3. // 定义协议
4. protocol UserManagerProtocol {
5.     var currentUser: UserProtocol? { get }
6. }
8. // 定义实现类
9. class UserManager: UserManagerProtocol {
10.     static let shared = UserManager()
11.     var currentUser: UserProtocol?
13.     private init() {}
14. }
16. protocol AuthServiceProtocol {
17.     func authenticate()
18. }
20. class AuthService: AuthServiceProtocol {
21.     private let userManager: UserManagerProtocol
23.     init(userManager: UserManagerProtocol) {
24.         self.userManager = userManager
25.     }
27.     func authenticate() {
28.         guard let user = userManager.currentUser else {
29.             print("No user to authenticate")
30.             return
31.         }
32.         print("Authenticating user: \(user.name)")
33.     }
34. }
36. // 配置 Swinject 容器
37. let container = Container()
38. container.register(UserManagerProtocol.self) { _ in UserManager.shared }
39. container.register(AuthServiceProtocol.self) { r in
40.     AuthService(userManager: r.resolve(UserManagerProtocol.self)!)
41. }
43. // 使用依赖注入
44. let authService = container.resolve(AuthServiceProtocol.self)!
45. authService.authenticate()

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在这个示例中，我们通过 Swinject 框架设置了依赖注入容器，将 UserManager 和 AuthService 注册到容器中，并在需要利用时解析依赖。
小结

依赖注入是一种强盛的计划模式，可以显著提高代码的可维护性和可测试性。通过引入依赖注入，我们可以清除对象之间的紧密耦合，使代码更加机动和可扩展。希望本文对你理解和应用依赖注入有所资助，并能在实际开发中充分利用这一模式来改善你的代码质量。

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对 Swinject 深入相识

上文“设置 Swinject 容器”和“利用依赖注入”部分的代码，对于新手来说大概并不友爱，如下是对其具体的解释和分析
设置 Swinject 容器

首先，我们需要设置一个 Swinject 容器，用于管理依赖关系。容器会存储对象及其依赖关系，并在需要时提供这些对象。

1. import Swinject
3. // 配置 Swinject 容器
4. let container = Container()
6. // 注册 UserManagerProtocol 类型
7. container.register(UserManagerProtocol.self) { _ in
8.     UserManager.shared
9. }
11. // 注册 AuthServiceProtocol 类型
12. container.register(AuthServiceProtocol.self) { resolver in
13.     AuthService(userManager: resolver.resolve(UserManagerProtocol.self)!)
14. }

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代码解释

• 创建容器：let container = Container() 创建了一个 Swinject 容器。
  
• 注册 UserManagerProtocol：container.register(UserManagerProtocol.self) { _ in UserManager.shared } 向容器注册 UserManagerProtocol 类型。当需要 UserManagerProtocol 的实例时，容器会提供 UserManager.shared 实例。
  
• 注册 AuthServiceProtocol：container.register(AuthServiceProtocol.self) { resolver in AuthService(userManager: resolver.resolve(UserManagerProtocol.self)!) } 向容器注册 AuthServiceProtocol 类型。当需要 AuthServiceProtocol 的实例时，容器会创建一个 AuthService 实例，并利用 resolver.resolve(UserManagerProtocol.self)! 获取 UserManagerProtocol 的实例作为其依赖。
  

利用依赖注入

设置好容器后，我们可以从容器中解析（获取）依赖对象，并利用它们。

1. // 使用依赖注入
2. let authService = container.resolve(AuthServiceProtocol.self)!
3. authService.authenticate()

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代码解释

• 解析 AuthServiceProtocol：let authService = container.resolve(AuthServiceProtocol.self)! 从容器中解析 AuthServiceProtocol 的实例。容器会根据之前的注册信息，提供一个 AuthService 实例。
  
• 利用 AuthService：authService.authenticate() 调用 AuthService 的 authenticate 方法。
  

完整示例

以下是完整的代码示例，展示怎样设置 Swinject 容器和利用依赖注入：

1. import Swinject// 界说协议protocol UserManagerProtocol {    var currentUser: UserProtocol? { get }}// 界说实现类class UserManager: UserManagerProtocol {    static let shared = UserManager()    var currentUser: UserProtocol?    private init() {}}protocol AuthServiceProtocol {    func authenticate()}class AuthService: AuthServiceProtocol {    private let userManager: UserManagerProtocol    init(userManager: UserManagerProtocol) {        self.userManager = userManager    }    func authenticate() {        guard let user = userManager.currentUser else {            print("No user to authenticate")            return        }        print("Authenticating user: \(user.name)")    }}// 设置 Swinject 容器let container = Container()// 注册 UserManagerProtocol 类型container.register(UserManagerProtocol.self) { _ in    UserManager.shared}// 注册 AuthServiceProtocol 类型container.register(AuthServiceProtocol.self) { resolver in    AuthService(userManager: resolver.resolve(UserManagerProtocol.self)!)}// 使用依赖注入
2. let authService = container.resolve(AuthServiceProtocol.self)!
3. authService.authenticate()

复制代码

小结

通过 Swinject 容器，我们可以轻松地管理对象及其依赖关系，并在需要时解析这些对象。这种方式可以清除类之间的紧密耦合，使代码更具可维护性和可测试性。假如你有任何进一步的问题，请随时提出！

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俯瞰 DI 在组件化项目中的位置

   下面是完整的代码示例，明白注明每部分代码应放在哪个组件中。
  CommonModule

UserProtocol.swift

1. public protocol UserProtocol {
2.     var name: String { get }
3. }
5. public protocol UserManagerProtocol {
6.     var currentUser: UserProtocol? { get }
7. }
9. public protocol AuthServiceProtocol {
10.     func authenticate()
11. }

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AuthComponent

AuthService.swift

1. import CommonModule
3. public class AuthService: AuthServiceProtocol {
4.     private let userManager: UserManagerProtocol
6.     public init(userManager: UserManagerProtocol) {
7.         self.userManager = userManager
8.     }
10.     public func authenticate() {
11.         guard let user = userManager.currentUser else {
12.             print("No user to authenticate")
13.             return
14.         }
15.         print("Authenticating user: \(user.name)")
16.     }
17. }

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AuthComponent.podspec

1. Pod::Spec.new do |s|
2.   s.name         = 'AuthComponent'
3.   s.version      = '1.0.0'
4.   s.summary      = 'A short description of AuthComponent.'
5.   s.description  = <<-DESC
6.                    A longer description of AuthComponent.
7.                    DESC
8.   s.homepage     = 'https://example.com/AuthComponent'
9.   s.license      = { :type => 'MIT', :file => 'LICENSE' }
10.   s.author       = { 'Your Name' => 'you@example.com' }
11.   s.source       = { :git => 'https://github.com/yourname/AuthComponent.git', :tag => s.version.to_s }
12.   s.ios.deployment_target = '10.0'
13.   s.source_files  = 'Sources/**/*.{h,m,swift}'
15.   # 依赖 CommonModule
16.   s.dependency 'CommonModule', '~> 1.0.0'
17. end

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UserComponent

UserManager.swift

1. import CommonModule
3. public class UserManager: UserManagerProtocol {
4.     public static let shared = UserManager()
5.     public var currentUser: UserProtocol?
7.     private init() {}
8. }

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UserComponent.podspec

1. Pod::Spec.new do |s|
2.   s.name         = 'UserComponent'
3.   s.version      = '1.0.0'
4.   s.summary      = 'A short description of UserComponent.'
5.   s.description  = <<-DESC
6.                    A longer description of UserComponent.
7.                    DESC
8.   s.homepage     = 'https://example.com/UserComponent'
9.   s.license      = { :type => 'MIT', :file => 'LICENSE' }
10.   s.author       = { 'Your Name' => 'you@example.com' }
11.   s.source       = { :git => 'https://github.com/yourname/UserComponent.git', :tag => s.version.to_s }
12.   s.ios.deployment_target = '10.0'
13.   s.source_files  = 'Sources/**/*.{h,m,swift}'
15.   # 依赖 CommonModule 和 AuthComponent
16.   s.dependency 'CommonModule', '~> 1.0.0'
17.   s.dependency 'AuthComponent', '~> 1.0.0'
18. end

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Example Project

Podfile

1. platform :ios, '10.0'
3. target 'ExampleApp' do
4.   use_frameworks!
6.   # 使用 UserComponent 和 AuthComponent
7.   pod 'UserComponent', :path => '../UserComponent'
8.   pod 'AuthComponent', :path => '../AuthComponent'
9. end

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main.swift (主工程的任意合适位置)

1. import Swinjectimport CommonModuleimport UserComponentimport AuthComponent// 设置 Swinject 容器let container = Container()// 注册 UserManagerProtocol 类型container.register(UserManagerProtocol.self) { _ in    UserManager.shared}// 注册 AuthServiceProtocol 类型container.register(AuthServiceProtocol.self) { resolver in    AuthService(userManager: resolver.resolve(UserManagerProtocol.self)!)}// 使用依赖注入
2. let authService = container.resolve(AuthServiceProtocol.self)!
3. authService.authenticate()

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项目结构

1. CommonModule/
2. ├── UserProtocol.swift
4. AuthComponent/
5. ├── AuthComponent.podspec
6. ├── Sources/
7. │   └── AuthService.swift
9. UserComponent/
10. ├── UserComponent.podspec
11. ├── Sources/
12. │   └── UserManager.swift
14. ExampleApp/
15. ├── Podfile
16. ├── main.swift

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说明

• CommonModule：界说了协议 UserProtocol、UserManagerProtocol 和 AuthServiceProtocol。
  
• AuthComponent：实现了 AuthService，并在 podspec 文件中声明白对 CommonModule 的依赖。
  
• UserComponent：实现了 UserManager，并在 podspec 文件中声明白对 CommonModule 和 AuthComponent 的依赖。
  
• Example Project：利用 Podfile 将 UserComponent 和 AuthComponent 加入工程，并设置 Swinject 容器来注入依赖。
  

通过这些设置和构造，我们可以或许实现依赖注入，从而使代码更加模块化和可维护。

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