[译]依赖反转在Android中的实践

原文地址——D is for the Dependency Inversion Principle——Donn Felker

欢迎来到SOLID在Android中的实践最后一章。最后，我们来介绍SOLID的D字母，它代表了依赖反转原则(The Dependency Inversion Principle ——DIP)。

如果你错过了前面的篇章：

• 单一职责原则在Android中的实践
• 开/闭原则在Android中的实践
• 利斯科夫替换原则在Android中的实践
• 接口隔离原则在Android中的实践

不再浪费时间，第五个也是最后的原则介绍：
依赖反转原则告诫开发者必须遵守两项原则：

High-level modules should not depend on low-level modules. Both should depend on abstractions.

和

Abstractions should not depend on details. Details should depend on abstractions.

简单地，依赖反转可以这样解释：

Depend on Abstractions. Do not depend on concretions.

迁移实现依赖反转

为了完全理解这个原则，重点需要一下介绍传统软件的分层模式。让我们先回顾传统分层架构，接着做出一些修改使其符合依赖反转原则。

在传统软件的分层架构中，高层次的模块需要依赖于低层次模块来实现功能。例如下面这个常见的结构（或者你的应用也在使用）：

Android UI → Business Rules → Data Layer

这是三层架构，UI层（UI Layer，例如Android UI）包括我们所有的控件——list，textview，动画等界面相关的东西。之后是业务层（Business Layer），它是实现核心功能逻辑的一层，有时候也被叫做Domain Layer或者Service Layer。最后是数据层（Data Layer），它是所有应用数据存储的地方，有可能是数据库，API或者文件等负责储存和取出数据。

假设我们做一个记账应用，可以帮助用户记录开销。使用传统的架构，当用户进行一次记账时，我们需要三种不同的工作：

• UI层——输入数量
• 业务层——校验数据合法性
• 数据层——持久化数据

代码这样写

findViewById(R.id.save_expense).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
    public void onClick(View v) {
        ExpenseModel expense = //... create the model from the view values
        BusinessLayer bl = new BusinessLayer();
        if (bl.isValid(expense)) {
           // Woo hoo! Save it and Continue to next screen/etc
        } else {
           Toast.makeText(context,"Shucks,couldnt save expense. Erorr: " + bl.getValidationErrorFor(expense),Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    } 
});

在业务层这样写一些伪代码

// in the business layer,return an ID of the expense
public int saveExpense(Expense expense) {
    // ... some code to check for validity ... then save
    // ... do some other logic,like check for duplicates/etc
    DataLayer dl = new DataLayer(); 
    return dl.insert(expense);  
    }

这些代码的问题在于违反了依赖反转原则：高层次的模块依赖不应该依赖于低层次的模块，它们都应该依赖于抽象。下面这行代码，UI层依赖于业务层的实例：

BusinessLayer bl = new BusinessLayer();

它把UI层与业务层永远耦合在一起，一旦脱离了业务层，UI层就无法正常地工作。

同样，业务层也违反了依赖反转原则——依赖于数据层的实例，看这行代码：

DataLayer dl = new DataLayer();

如何打破这个依赖链呢？如果高层次模块不依赖于低层次模块，那如何工作呢？

我们不需要一个万能类，记住SOLID的第一条原则——单一职责。

幸运的是，在应用中我们可以通过抽象来连接各个层级，这符合依赖反转原则。把传统的层级架构转换成依赖反转架构，需要使用控制反转。

实现控制反转

控制反转并不是把架构翻转过来，低层次模块肯定不能依赖于高层次模块。我们要从两端把整个关系倒置过来。

怎么做呢？抽象。

Java语言中，有几种方式可以创建抽象，例如抽象类和接口。我更推荐使用接口，使得层级之间的连接更整洁。接口定义了一份所有可能实现方法的协议。

因此，每个层级都能依赖于接口，也就是抽象，而不是依赖于具体实现。

在Android Studio里很容易实现，假设有个数据层长这样:

如果需要依赖于抽象，可以从类中抽取接口，像这样：

现在你就可以依赖于接口了。然而，DataLayer的具体实现仍旧被业务层使用。回到业务层，在其构造方法中使用依赖注入：

public class BusinessLayer {

        private IDataLayer dataLayer;

        public BusinessLayer(IDataLayer dataLayer) {
            this.dataLayer = dataLayer;
        }

        // in the business layer,return an ID of the expense
        public int saveExpense(Expense expense) {
            // ... some code to check for validity ... then save
            // ... do some other logic,like check for duplicates/etc
            return dataLayer.insert(expense);
        }
    }

业务层这样就能依赖于抽象了——IDataLayer接口。数据层通过构造方法进行依赖注入的方法叫Constructor Injection。

简单来说，为了创建BusinessLayer对象，要先创建继承于IDataLayer的实例。业务层并不关心是谁继承的，只需要这个实现类就够了。

那数据层从哪里来呢？它是由创建业务层的对象生成的。在这个例子中，就是Android UI创建了业务层对象。在上面的例子中，UI层因为创建了业务层的具体实现产生了耦合，所以需要业务层也是一个抽象。

这时我进行相同的步骤Refactor–>Extract–>Extract Interface ，同样在Android UI层创建了这样一个抽象

// This could be a fragment too ... 
public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    IBusinessLayer businessLayer; 

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }
}

最终，高层次的模块依赖于抽象(接口)，更进一步，抽象并不依赖于实现，而是依赖于抽象。

记住，UI层依赖于业务层的抽象接口，业务层依赖于数据层的抽象接口。拥抱抽象吧。

在Android中聚集

有个难题是，应用存在一个入口，典型的是Activity和Framgent(Application是不行的，我们只关注活动的屏幕会话)。你也许在想，如果Android UI是最顶层，那它怎么依赖于抽象呢？

嗯，这里有几种方法可以解决，例如使用Android的创建模式 factory ， factory method pattern，或者其他依赖注入框架。

我建议使用依赖注入框架，这样就无需手动创建对象，可以这样写代码

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

        @Inject IBusinessLayer businessLayer;

        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);

            // businessLayer is null at this point,can't use it.  
            getInjector().inject(this); // this does the injection
            // businessLayer field is now injected valid and NOT NULL,we can use it

            // do something with the business layer ... 
            businessLayer.foo()
        }
    }

建议使用 Dagger 作为依赖注入框架，有很多视频和教程指导如何实现依赖注入。

如果不使用任何模式或框架，代码看起来长这样

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    IBusinessLayer businessLayer;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        businessLayer = new BusinessLayer(new DataLayer());
        businessLayer.foo()
    }
}

当然这里看起来并不是很糟，最终你会发现对象会变得臃肿，初始化实例会容易出错，容易违反SOLID原则，而且改动代码的时候会很容易出错。如果没有使用框架，UI层最后还是会违背依赖反转原则。

接口隔离模式

有两种方法，可以根据喜好决定：

• 把接口写在离类很近的地方并实现
• 把接口写在特定的包里

第一种方法比较简单，易于理解，缺点是共享接口比较麻烦。
第二种方法是将所有的抽象接口放进自己的包，让你的实现者引用这个包来访问的接口。这具有更高的扩展性。缺点是多一个包需要维护可能实现的类，增加了复杂性。
决定权还是在应用构建的模式。

结论

依赖反转原则是我写应用必须实践的原则。每个应用最终都使用了框架，想Dragger，帮助管理对象的生命周期。依赖抽象让我写出了简单，更易于测试的应用程序代码。

推荐学习并使用Dragger，学成之日，就是你掌握依赖反转原则之时。

一旦你越过依赖注入和依赖倒置的鸿沟，你会想知道以往没有他们是如何都能够度日的。