详解Angular 4.x Injector

在介绍 Angular Injector (注入器) 之前，我们先要了解 Dependency Injection，即依赖注入的概念。

依赖注入允许程序设计遵从依赖倒置原则 (简单的说就是要求对抽象进行编程，不要对实现进行编程，这样就降低了客户端与实现模块间的耦合) 调用者只需知道服务的接口，具体服务的查找和创建由注入器 (Injector) 负责处理并提供给调用者，这样就分离了服务和调用者的依赖，符合低耦合的程序设计原则。

从上述的内容可知，依赖注入中包含三种角色：调用者、服务和注入器 (Injector)。现在我们开始介绍 Injector，在 Angular 中 Injector (注入器) 用来管理服务对象的创建和获取。接下来我们先来看一下 Injector 抽象类：

Injector 抽象类

// angular2\packages\core\src\di\injector.ts
export abstract class Injector {
 static THROW_IF_NOT_FOUND = _THROW_IF_NOT_FOUND;
 static NULL: Injector = new _NullInjector();

 /**
 * 用于根据给定的Token从注入器中获取相应的对象。
 * 如果没有找到相应的对象，将返回notFoundValue设置的值。若notFoundValue的值与
 * _THROW_IF_NOT_FOUND相等，则会抛出异常。
 */
 abstract get<T>(token: Type<T>|InjectionToken<T>, notFoundValue?: T): T;
}

const _THROW_IF_NOT_FOUND = new Object();

Injector 抽象类中定义了一个 get() 抽象方法，该方法用于根据给定的 Token 从注入器中获取相应的对象，每个Injector 抽象类的子类都必须实现该方法。在 Angular 中常见的 Injector 抽象类子类有：

1. _NullInjector
2. ReflectiveInjector
   

下面我们来依次介绍它们：

_NullInjector 类

_NullInjector 类的实例用于表示空的注入器。

// angular2\packages\core\src\di\injector.ts
class _NullInjector implements Injector {
 get(token: any, notFoundValue: any = _THROW_IF_NOT_FOUND): any {
 if (notFoundValue === _THROW_IF_NOT_FOUND) {
  throw new Error(`No provider for ${stringify(token)}!`);
 }
 return notFoundValue;
 }
}

ReflectiveInjector 抽象类

ReflectiveInjector 表示一个依赖注入容器，用于实例化对象和解析依赖。

ReflectiveInjector 使用示例

@Injectable()
class Engine {}

@Injectable()
class Car {
 constructor(public engine:Engine) {}
}

var injector = ReflectiveInjector.resolveAndCreate([Car, Engine]);
var car = injector.get(Car);
expect(car instanceof Car).toBe(true);
expect(car.engine instanceof Engine).toBe(true);

上面示例中，我们通过调用 ReflectiveInjector 抽象类的 resolveAndCreate() 方法，创建注入器。然后通过调用注入器的 get() 方法，获取 Token 对应的对象。该抽象类除了 resolveAndCreate() 静态方法外，还含有以下静态方法：

1. resolve() - 解析 Provider 列表为 ResolvedReflectiveProvider 列表
2. fromResolvedProviders() - 基于 ResolvedReflectiveProvider 列表创建 ReflectiveInjector 对象
   

接下来我们来分析上述的静态方法：

resolveAndCreate()

static resolveAndCreate(providers: Provider[], parent?: Injector): ReflectiveInjector {
 const ResolvedReflectiveProviders = ReflectiveInjector.resolve(providers);
 return ReflectiveInjector.fromResolvedProviders(ResolvedReflectiveProviders, parent);
}

从上面代码中，我们可以看出 resolveAndCreate() 方法内部是通过调用 ReflectiveInjector.resolve() 方法和 ReflectiveInjector.fromResolvedProviders() 方法来创建 ReflectiveInjector 对象。

resolve()

该方法用于把 Provider 数组解析为 ResolvedReflectiveProvider 数组。

static resolve(providers: Provider[]): ResolvedReflectiveProvider[] {
 return resolveReflectiveProviders(providers);
}

resolve() 使用示例

@Injectable()
class Engine {}

@Injectable()
class Car {
 constructor(public engine:Engine) {}
}

var providers = ReflectiveInjector.resolve([Car, [[Engine]]]);
expect(providers.length).toEqual(2);

expect(providers[0] instanceof ResolvedReflectiveProvider).toBe(true);
expect(providers[0].key.displayName).toBe("Car");
expect(providers[1].key.displayName).toBe("Engine");

resolve() 解析图示

Provider 类型

export type Provider =
 TypeProvider | ValueProvider | ClassProvider | ExistingProvider | FactoryProvider | any[];

// ApiService
export interface TypeProvider extends Type<any> {}

// { provide: ApiService, useClass: ApiService } 
export interface ClassProvider {
 // 用于设置与依赖对象关联的Token值，Token值可能是Type、InjectionToken、OpaqueToken的实例或字符串
 provide: any; 
 useClass: Type<any>;
 // 用于标识是否multiple providers，若是multiple类型，则返回与Token关联的依赖对象列表
 multi?: boolean; 
}
 
// { provide: 'API_URL', useValue: 'http://my.api.com/v1' }
export interface ValueProvider {
 provide: any;
 useValue: any;
 multi?: boolean;
}
 
// { provide: 'ApiServiceAlias', useExisting: ApiService } 
export interface ExistingProvider {
 provide: any;
 useExisting: any;
 multi?: boolean;
}
 
// { provide: APP_INITIALIZER, useFactory: configFactory, deps: [AppConfig], multi: true }
export interface FactoryProvider {
 provide: any;
 useFactory: Function;
 deps?: any[]; // 用于设置工厂函数的依赖对象
 multi?: boolean;
}

ResolvedReflectiveProvider 接口

export interface ResolvedReflectiveProvider {
 // 唯一的对象用来从ReflectiveInjector中获取对象
 key: ReflectiveKey;
 // 工厂函数用于创建key相关的依赖对象 
 resolvedFactories: ResolvedReflectiveFactory[];
 // 标识当前的provider是否为multi-provider
 multiProvider: boolean;
}

ResolvedReflectiveFactory 类

export class ResolvedReflectiveFactory {
 constructor(
  public factory: Function,
  public dependencies: ReflectiveDependency[]) {}
}

ReflectiveDependency 类

export class ReflectiveDependency {
 constructor(
  public key: ReflectiveKey, 
  public optional: boolean, 
  public visibility: Self|SkipSelf|null) {}

 static fromKey(key: ReflectiveKey): ReflectiveDependency {
 return new ReflectiveDependency(key, false, null);
 }
}

ReflectiveKey 类

ReflectiveKey 对象中包含两个属性：系统范围内唯一的id 和 token。系统范围内唯一的id，允许注入器以更高效的方式存储已创建的对象。另外我们不能手动的创建 ReflectiveKey，当 ReflectiveInjector 对象解析 providers 的时候会自动创建 ReflectiveKey 对象。

export class ReflectiveKey {
 constructor(public token: Object, public id: number) {
 if (!token) {
  throw new Error('Token must be defined!');
 }
 }
 
 // 返回序列化的token
 get displayName(): string { return stringify(this.token); }

 // 获取token对应的ReflectiveKey
 static get(token: Object): ReflectiveKey {
 return _globalKeyRegistry.get(resolveForwardRef(token));
 }

 // 获取系统中已注册ReflectiveKey的个数
 static get numberOfKeys(): number { return _globalKeyRegistry.numberOfKeys; }
}

const _globalKeyRegistry = new KeyRegistry(); // 创建Key仓