大家好，我是 Echa。

依赖注入 DI (Dependency Injection) 是编程领域中一个非常常见的设计模式，它指的是将应用程序所需的依赖关系（如服务或其他组件）通过构造函数参数或属性自动注入的过程。这样做的好处是可以减少组件之间的耦合，更容易测试和维护。

我们先举个简单的例子，我们有两个简单的 A 类和 B 类，在 B 类中依赖了 A 类，我们在 B 类中对它进行实例化，并调用它的方法：

class A {  constructor(name) {    this.name = name;  }  log() {    console.log("name: ", this.name);  }}class B {  a = new A("Echa");  start() {    this.a.log();  }}const b = new B();b.start();

但是这种写法是非常不灵活的， A 类作为一个依赖项，它的初始化的逻辑被硬编码到了 B 类中，如果我们想添加或修改其他的依赖项，必须要不断修改 B 类。

借助依赖注入的设计思想，我们可以将代码改写成下面这样：

class A {  constructor(name) {    this.name = name;  }  log() {    console.log("name: ", this.name);  }}class B {  constructor(a) {    this.a = a;  }  start() {    this.a.log();  }}const a = new A();const b = new B(a);b.start();

代码只做了很小的改动，最核心的变化就是我们将 A 类和 B 的实现完全分离开来了，他们无需再关心依赖的实例化，因为我们将依赖的注入提到的最外侧。

这也就是为什么我们常常将依赖注入和控制反转 IoC (Inversion of Control) 放在一起讲，控制反转即将创建对象的控制权进行转移，以前创建对象的主动权和创建时机是由自己把控的，而现在这种权力转移到第三方。

可能在这样简单的代码中我们还看不出来什么好处，但是在大型的代码库中，这种设计可以显着帮助我们减少样板代码，创建和连接依赖项的工作由一段程序统一处理，我们无需担心创建特定类所需的类的实例。

在 JavaScript 的各大框架中，依赖注入的设计模式也发挥着非常重要的作用，在 Angular、Vue.js、Next.js 等框架中都用到了依赖注入的设计模式。

JavaScript 框架中的依赖注入

Angular

在 Angular 中大量应用了依赖注入的设计思想。Angular 使用依赖注入来管理应用的各个部分之间的依赖关系，以及如何将这些依赖关系注入到应用中，例如你可以使用依赖注入来注入服务、组件、指令、管道等。

比如我们现在有个日志打点的工具类，我们可以使用 Injectable 将其指定为可注入对象。

// logger.service.tsimport { Injectable } from '@angular/core';@Injectable({providedIn: 'root'})export class Logger {  writeCount(count: number) {    console.warn(count);  }}

然后在组件中使用时，无需进行实例化，直接在 constructor 的参数中就可以取出自动注入好的对象：

// hello-world-di.component.tsimport { Component } from '@angular/core';import { Logger } from '../logger.service';@Component({  selector: 'hello-world-di',  templateUrl: './hello-world-di.component.html'})export class HelloWorldDependencyInjectionComponent  {  count = 0;  constructor(private logger: Logger) { }  onLogMe() {    this.logger.writeCount(this.count);    this.count++;  }}

Vue.js

在 Vue.js 中，provide 和 inject 其实也使用了依赖注入的设计模式。

• provide 属性可以用来在父组件中提供一个值，这个值可以在父组件的所有子组件中注入。

export default {  name: 'Parent',  provide() {    return {      user: this.user    };  },  data() {    return {      user: {        name: 'John',        age: 30      }    };  }};

• inject 属性可以用来在子组件中注入父组件提供的值。

// 子组件export default {  name: 'Child',  inject: ['user'],  computed: {    userName() {      return this.user.name;    }  }};

React.js

在 React.js 中，并没有直接使用依赖注入的地方，不过我们依然可以借助一些第三方库来实现， 比如我们可以通过 InversifyJS 提供的 injectable decorator 标记 class 是可被注入的。

import { injectable } from "inversify";export interface IProvider<T> {  provide(): T;}@injectable()export class NameProvider implements IProvider<string> {  provide() {    return "World";  }}

在组件中，我们可以直接调用注入的 provide 方法，而组件内部不用关心它的实现。

import * as React from "react";import { IProvider } from "./providers";export class Hello extends React.Component {  private readonly nameProvider: IProvider<string>;  render() {    return <h1>Hello {this.nameProvider.provide()}!</h1>;  }}

手动实现依赖注入

前面我们提到的 InversifyJS 实际上就是一个专门用来实现依赖注入的工具库，它主要就由 injectable 、inject 等几个装饰器组成的，这么神奇的功能究竟是咋实现的呢，下面我们手动来实现一下。

首先我们来明确一个需求场景，假设我们要使用 Koa 框架开发一个简单的 Node.js 服务。

在 Koa 中，Controller 用来处理用户请求和响应，它负责接收用户的请求，然后调用相应的服务或业务逻辑进行处理，最后将处理结果返回给用户。Service 用来封装业务逻辑和数据处理，它负责实现应用程序的核心功能。

Service 通常会被多个 Controller 所调用，它们之间是松散耦合的关系，我们希望用两装饰器来实现 Service 的自动依赖注入：

export default class UserController extends Controller {  @Inject  user: UserService;  @UseService  async list(ctx: ThriftContext): Promise<void> {    const user = await this.user.findAll({ id: 1000 });    console.log(1, user);  }}

在实现过程中我们可能会用到两个非常重要的 API，Metadata Reflection API 以及 Decorator API，我们先分别来回顾一下它们的基础知识。

Decorator API

装饰器模式是一种经典的设计模式，其目的是在不修改被装饰者（如某个函数、某个类等）源码的前提下，为被装饰者增加 / 移除某些功能。一些现代编程语言在语法层面提供了对装饰器模式的支持，并且各语言中的现代框架都大量应用了装饰器。主要用处分为两大类：

• 收集用户定义的类/函数的信息（例如，用于生成路由表，用于实现依赖注入，等等）
• 对用户定义的类/函数进行增强，增加额外功能

我们目前用的比较多的装饰器就是 TypeScript 的实验性装饰器，以及 ECMAScript中还处于 legacy 阶段的 Decorator API，下面是它的用法：

装饰类的时候，装饰器方法一般会接收一个目标类作为参数，下面是一个示例，给类增加静态属性、原型方法：

const addField = target => {  target.age = 17;  target.prototype.speak = function () {    console.log('xxx');  };};@addFieldclass People {  }console.log(People.age);const a = new People();a.speak();

类属性装饰器可以用在类的属性、方法、get/set 函数中，一般会接收三个参数：

• target：被修饰的类
• name：类成员的名字
• descriptor：属性描述符，对象会将这个参数传给 Object.defineProperty

下面是一个示例，可以修改类属性为只读：

function readonly(target, name, descriptor) {  descriptor.writable = false;  return descriptor;}class Person {    @readonly name = 'person'}const person = new Person();person.name = 'tom'; 

Metadata Reflection API

Reflect 是 JavaScript 中的一个内置对象，它提供了一组用于操作对象的方法。它与其他内置对象类似，但是它的目的是为了提供一组用于操作对象的通用方法。

Reflect Metadata 是 ES7 的一个提案，它主要用来在声明的时候添加和读取元数据。

Reflect.getMetadata('design:type', target, key) 可以用来获取类 target 中属性 key 的类型信息：

function Inject() {  return function (target: any, key: string, descriptor: PropertyDescriptor) {    const type = Reflect.getMetadata('design:type', target, key);    console.log(type); // [class Service]    return descriptor;  };}export default class WebsiteController extends Controller {  @Inject()  service: Service  // ... }

Reflect.getMetadata('design:paramtypes', target, key) 可以用来获取类 target 中属性 key 的函数参数类型；

Reflect.getMetadata('design:returntype', target, key) 可以用来获取类 target 中属性 key 的函数返回值类型。

除能获取固定的类型信息之外，也可以自定义 MetaData，并在合适的时机获取它的值，示例如下：

function classDecorator(): ClassDecorator {  return target => {    // 在类上定义元数据，key 为 `classMetaData`，value 为 `a`    Reflect.defineMetadata('classMetaData', 'a', target);  };}@classDecorator()class SomeClass {  }Reflect.getMetadata('classMetaData', SomeClass); // 'a'

好了，有了这些知识，我们就可以手动来实现一个依赖注入装饰器了。

实现依赖注入

再明确一下我们的需求：在不同服务的 Controller 中共用 Service，使用 Service 时可以自动获取已注入的 Service 实例，同时 Service 里可以获取到请求的 Context 信息。

首先我们来实现，Inject 装饰器：

• 在 Controller 中注册需要用到哪些 Service
• 通过 design:type 获取 Service 的类型信息
• 通过自定义 metadata 存储 Controller 中用到哪些 Service

function Inject(target: any, key: string) {  console.log(`注册 Controller: ${target} Service: ${key}`);  // 获取当前 Service 的类型  const serviceClass = Reflect.getMetadata('design:type', target, key);  // 获取当前 Controller 已经注册过的 Service List  const serviceList = Reflect.getMetadata(META_KEY_CONTROLLER_SERVICE, target) || [];  // 将当前 Service 进行追加  Reflect.defineMetadata(    META_KEY_CONTROLLER_SERVICE,    [...serviceList, { serviceClass, serviceName: key }],    target  );}

然后是 UseService 装饰器：

• 在请求过来时取出 metadata 中存储的 Controller 和 Service 对应信息
• 将 Service 实例化，并将 Context 传入 Service

function UseService(target: any, name: string, descriptor: PropertyDescriptor) {  const value = descriptor.value;  descriptor.value = async function (...args: any) {    // 获取当前请求的 Context    const [ctx] = args;    // 取出当前 Controller 已绑定的 Service    const serviceList = Reflect.getMetadata(META_KEY_CONTROLLER_SERVICE, target) || [];    console.log(serviceList);    for (let i = 0; i < serviceList.length; i++) {      const { serviceClass, serviceName } = serviceList[i];      // 实例化 Service 并绑定 Context      const service = new serviceClass(ctx);      Reflect.set(service, 'ctx', ctx);      // 给当前 Controller 挂载 Service 实例      Reflect.set(target, serviceName, service);    }    return await Promise.resolve(value.apply(this, args));  };  return descriptor;}

好了，接下来就可以愉快的使用了～

export default class UserController extends Controller {  @Inject  user: UserService;  @UseService  async list(ctx: ThriftContext): Promise<void> {    const user = await this.user.findAll();    console.log(1, user);  }}

最后

如果这篇文章帮助到了你，欢迎点赞和关注。