Каков принцип инверсии зависимостей и почему он важен?

Ответ 1

Отметьте этот документ: Принцип инверсии зависимостей.

В основном говорится:

Модули высокого уровня не должны зависеть от модулей низкого уровня. Оба должны зависеть от абстракций.
Абстракции никогда не должны зависеть от деталей. Детали должны зависеть от абстракций.

Что касается того, почему это важно, одним словом: изменения являются рискованными, и в зависимости от концепции, а не от реализации, вы уменьшаете потребность в изменении на сайтах вызовов.

Эффективно DIP уменьшает сцепление между различными частями кода. Идея состоит в том, что, хотя существует много способов реализации, скажем, средства ведения журнала, то, как вы его используете, должно быть относительно стабильным во времени. Если вы можете извлечь интерфейс, который представляет концепцию ведения журнала, этот интерфейс должен быть намного более стабильным во времени, чем его реализация, а сайты-вызовы должны быть гораздо меньше подвержены изменениям, которые вы могли бы внести, сохраняя или расширяя этот механизм ведения журнала.

Благодаря тому, что реализация зависит от интерфейса, вы получаете возможность выбирать во время выполнения, какая реализация лучше подходит для вашей конкретной среды. В зависимости от случая это тоже может быть интересно.

Ответ 2

Книги Agile Software Development, Принципы, Шаблоны и Практики и Agile Принципы, Шаблоны и Практики в С# являются лучшими ресурсами для полного понимания первоначальных целей и мотиваций, лежащих в основе Принципа инверсии зависимости. Статья "Принцип обращения зависимостей" также является хорошим ресурсом, но из-за того, что она является сжатой версией черновика, который в конечном итоге попал в ранее упомянутые книги, она оставляет некоторые важные дискуссии о концепции владение пакетами и интерфейсами, которые являются ключевыми для отличия этого принципа от более общего совета "программировать для интерфейса, а не реализации", который можно найти в книге "Шаблоны проектирования" (Gamma, et al.).

Для краткого изложения принцип инверсии зависимостей в первую очередь направлен на изменение традиционного направления зависимостей от компонентов "более высокого уровня" к компонентам "более низкого уровня", так что компоненты "более низкого уровня" зависят от интерфейсов, принадлежащих компонентам "более высокого уровня", (Примечание. Компонент "более высокого уровня" здесь относится к компоненту, требующему внешних зависимостей/сервисов, а не обязательно к его концептуальному положению в многоуровневой архитектуре.) При этом связь не уменьшается настолько, насколько она смещается от компонентов, которые теоретически менее ценным для компонентов, которые теоретически более ценны.

Это достигается путем разработки компонентов, чьи внешние зависимости выражаются в виде интерфейса, для которого потребитель компонента должен предоставить реализацию. Другими словами, определенные интерфейсы выражают то, что нужно компоненту, а не то, как вы используете компонент (например, "INeedSomething", а не "IDoSomething").

То, на что не ссылается Принцип обращения зависимостей, - это простая практика абстрагирования зависимостей с помощью интерфейсов (например, MyService → [ILogger ⇐ Logger]). Хотя это отделяет компонент от конкретной детали реализации зависимости, оно не инвертирует отношения между потребителем и зависимостью (например, [MyService → IMyServiceLogger] ⇐ Logger.

Важность принципа инверсии зависимости может быть сведена к единственной цели - возможности повторно использовать программные компоненты, которые полагаются на внешние зависимости для части их функциональных возможностей (регистрация, проверка и т.д.)

В рамках этой общей цели повторного использования мы можем выделить два подтипа повторного использования:

Использование программного компонента в нескольких приложениях с реализациями зависимостей (например, вы разработали DI-контейнер и хотите обеспечить ведение журналов, но не хотите связывать свой контейнер с определенным регистратором, так что каждый, кто использует ваш контейнер, должен также использовать выбранную вами библиотеку журналов).
Использование программных компонентов в развивающемся контексте (например, вы разработали компоненты бизнес-логики, которые остаются неизменными в разных версиях приложения, где детали реализации развиваются).

В первом случае повторного использования компонентов в нескольких приложениях, например, с библиотекой инфраструктуры, цель состоит в том, чтобы предоставить потребителям базовую инфраструктуру без привязки ваших потребителей к зависимостям вашей собственной библиотеки, поскольку для получения зависимостей от таких зависимостей требуется потребителям также требуются такие же зависимости. Это может быть проблематично, когда потребители вашей библиотеки решают использовать другую библиотеку для тех же потребностей инфраструктуры (например, NLog и log4net), или если они решают использовать более позднюю версию требуемой библиотеки, которая не имеет обратной совместимости с версией требуется вашей библиотекой.

Во втором случае повторного использования компонентов бизнес-логики (т.е. "Компонентов более высокого уровня") цель состоит в том, чтобы изолировать реализацию приложения в основной области от меняющихся потребностей ваших деталей реализации (например, изменение/обновление постоянных библиотек, библиотек обмена сообщениями). стратегии шифрования и т.д.). В идеале изменение деталей реализации приложения не должно нарушать компоненты, инкапсулирующие бизнес-логику приложения.

Примечание. Некоторые могут возражать против описания этого второго случая как фактического повторного использования, полагая, что такие компоненты, как компоненты бизнес-логики, используемые в одном развивающемся приложении, представляют собой только одно использование. Идея здесь, однако, заключается в том, что каждое изменение в деталях реализации приложения отображает новый контекст и, следовательно, другой вариант использования, хотя конечные цели можно различить как изоляция и переносимость.

Хотя следование принципу инверсии зависимости во втором случае может принести некоторую пользу, следует отметить, что его значение применительно к современным языкам, таким как Java и С#, значительно снижено, возможно, до такой степени, что оно не имеет значения. Как обсуждалось ранее, DIP включает в себя полное разделение деталей реализации на отдельные пакеты. В случае развивающегося приложения, однако, простое использование интерфейсов, определенных в бизнес-сфере, защитит от необходимости модифицировать компоненты более высокого уровня из-за меняющихся потребностей компонентов детализации реализации, даже если детали реализации в конечном итоге находятся в одном пакете., Эта часть принципа отражает аспекты, которые имели отношение к языку в момент его кодификации (например, C++), которые не имеют отношения к более новым языкам. Тем не менее, важность Принципа инверсии зависимости прежде всего связана с разработкой повторно используемых программных компонентов/библиотек.

Более подробное обсуждение этого принципа, поскольку оно касается простого использования интерфейсов, внедрения зависимостей и шаблона разделенного интерфейса, можно найти здесь. Кроме того, обсуждение того, как этот принцип относится к динамически типизированных языков, таких как JavaScript может быть foudn здесь.

Ответ 3

Когда мы разрабатываем программные приложения, мы можем рассматривать классы низкого уровня классы, которые реализуют основные и первичные операции (доступ к диску, сетевые протоколы и...) и классы высокого уровня классы, которые инкапсулируют сложную логику (бизнес-потоки,...).

Последние полагаются на классы низкого уровня. Естественным способом реализации таких структур было бы писать классы низкого уровня и как только мы вынуждены писать сложные классы высокого уровня. Поскольку классы высокого уровня определяются с точки зрения других, это, по-видимому, логичный способ сделать это. Но это не гибкий дизайн. Что произойдет, если нам нужно заменить класс низкого уровня?

Принцип инверсии зависимостей гласит, что:

Модули высокого уровня не должны зависеть от модулей низкого уровня. Оба должны зависеть от абстракций.
Абстракции не должны зависеть от деталей. Детали должны зависеть от абстракций.

Этот принцип направлен на "инвертирование" обычного представления о том, что модули высокого уровня в программном обеспечении должны зависеть от модулей нижнего уровня. Здесь модули высокого уровня владеют абстракцией (например, решая методы интерфейса), которые реализуются модулями более низкого уровня. Таким образом, модули нижнего уровня зависят от модулей более высокого уровня.

Ответ 4

Для меня принцип инверсии зависимостей, описанный в официальной статье действительно является ошибочной попыткой увеличить повторное использование модулей, которые по сути, менее многоразовый, а также способ обхода проблемы на языке С++.

Проблема на С++ заключается в том, что заголовочные файлы обычно содержат объявления частных полей и методов. Поэтому, если высокоуровневый модуль С++ содержит файл заголовка для модуля низкого уровня, он будет зависеть от фактических реализации деталей этого модуля. И это, очевидно, не очень хорошо. Но это не проблема на более современных языках, которые обычно используются сегодня.

Модули высокого уровня изначально менее пригодны для повторного использования, чем модули низкого уровня, потому что первые обычно более специфичны для приложений/контекстов, чем последние. Например, компонент, который реализует экран пользовательского интерфейса, имеет наивысший уровень, а также очень (полностью?), Специфичный для приложения. Попытка повторного использования такого компонента в другом приложении является контрпродуктивным и может привести только к чрезмерной разработке.

Таким образом, создание отдельной абстракции на том же уровне компонента A, которое зависит от компонента B (которое не зависит от A), может быть выполнено только в том случае, если компонент A действительно будет полезен для повторного использования в разных приложениях или контексты. Если это не так, то применение DIP будет плохой дизайн.

Ответ 5

Эффективное применение инверсии зависимостей дает гибкость и стабильность на уровне всей архитектуры вашего приложения. Это позволит вашему приложению развиваться более безопасно и стабильно.

Традиционная многоуровневая архитектура

Традиционно пользовательский интерфейс многоуровневой архитектуры зависел от бизнес-уровня, а это, в свою очередь, зависело от уровня доступа к данным.

Вы должны понимать слой, пакет или библиотеку. Давайте посмотрим, каким будет код.

У нас была бы библиотека или пакет для слоя доступа к данным.

// DataAccessLayer.dll
public class ProductDAO {

}

И другая бизнес-логика уровня библиотеки или пакета, которая зависит от уровня доступа к данным.

// BusinessLogicLayer.dll
using DataAccessLayer;
public class ProductBO { 
    private ProductDAO productDAO;
}

Многоуровневая архитектура с инверсией зависимостей

Инверсия зависимости указывает на следующее:

Модули высокого уровня не должны зависеть от модулей низкого уровня. Оба должны зависеть от абстракций.

Абстракции не должны зависеть от деталей. Детали должны зависеть от абстракций.

Что такое модули высокого уровня и низкого уровня? Мышление модулей, таких как библиотеки или пакеты, высокоуровневым модулем будут те, которые традиционно имеют зависимости и низкоуровневые, от которых они зависят.

Другими словами, высокий уровень модуля - это место, где вызывается действие, и низкий уровень, где оно выполняется.

Из этого принципа можно сделать разумный вывод: между конкрециями не должно быть никакой зависимости, но должна быть зависимость от абстракции. Но в соответствии с подходом, который мы используем, мы можем неправильно использовать зависимость от инвестиций, но это абстракция.

Представьте, что мы адаптируем наш код следующим образом:

У нас была бы библиотека или пакет для уровня доступа к данным, который определяет абстракцию.

// DataAccessLayer.dll
public interface IProductDAO
public class ProductDAO : IProductDAO{

}

И другая бизнес-логика уровня библиотеки или пакета, которая зависит от уровня доступа к данным.

// BusinessLogicLayer.dll
using DataAccessLayer;
public class ProductBO { 
    private IProductDAO productDAO;
}

Хотя мы зависим от абстракции, зависимость между бизнесом и доступом к данным остается неизменной.

Чтобы получить инверсию зависимостей, интерфейс персистентности должен быть определен в модуле или пакете, где находится логика или домен высокого уровня, а не в модуле низкого уровня.

Сначала определите, что такое уровень домена, и абстракция его связи определяется постоянством.

// Domain.dll
public interface IProductRepository;

using DataAccessLayer;
public class ProductBO { 
    private IProductRepository productRepository;
}

После того, как постоянный уровень зависит от домена, теперь можно инвертировать, если определена зависимость.

// Persistence.dll
public class ProductDAO : IProductRepository{

}

_{(источник: xurxodev.com)}

Углубление принципа

Важно хорошо усвоить концепцию, углубляя цель и выгоды. Если мы останемся в механике и изучим типичный репозиторий, мы не сможем определить, где мы можем применить принцип зависимости.

Но почему мы инвертируем зависимость? Какова главная цель помимо конкретных примеров?

Обычно такие позволяют наиболее стабильным вещам, которые не зависят от менее стабильных вещей, меняться чаще.

Тип персистентности легче изменить, либо база данных или технология для доступа к той же базе данных, чем логика домена или действия, предназначенные для связи с постоянством. Из-за этого зависимость меняется на противоположную, потому что легче изменить постоянство, если это изменение произойдет. Таким образом, нам не придется менять домен. Доменный слой является наиболее стабильным из всех, поэтому он не должен зависеть ни от чего.

Но есть не только этот пример хранилища. Существует много сценариев, в которых применяется этот принцип, и существуют архитектуры, основанные на этом принципе.

архитектуры

Существуют архитектуры, в которых инверсия зависимостей является ключом к ее определению. Во всех доменах это самое важное, и именно абстракции будут указывать протокол связи между доменом и остальными пакетами или библиотеками.

Чистая архитектура

В Чистая архитектура домен расположен в центре, и если вы посмотрите в направлении стрелок, указывающих на зависимость, станет ясно, какие слои являются наиболее важными и стабильными. Внешние слои считаются нестабильными инструментами, поэтому избегайте их зависимости.

_{(источник: 8thlight.com)}

Гексагональная архитектура

То же самое происходит с гексагональной архитектурой, где домен также расположен в центральной части, а порты являются абстракциями коммуникации от внешнего мира домино. Здесь снова очевидно, что домен является наиболее стабильным и традиционная зависимость инвертирована.

Ответ 6

В основном это говорит:

Класс должен зависеть от абстракций (например, интерфейса, абстрактных классов), а не конкретных деталей (реализаций).

Ответ 7

Хорошие ответы и хорошие примеры уже даны другими здесь.

Причина DIP важна тем, что обеспечивает принцип OO "свободно связанный дизайн".

Объекты вашего программного обеспечения НЕ должны попадать в иерархию, где некоторые объекты являются элементами верхнего уровня, в зависимости от объектов низкого уровня. Изменения в низкоуровневых объектах будут затем переходить на ваши объекты верхнего уровня, что делает программное обеспечение очень хрупким для изменений.

Вы хотите, чтобы ваши объекты верхнего уровня были очень стабильными и не хрупкими для изменений, поэтому вам нужно инвертировать зависимости.

Ответ 8

Более ясный способ сформулировать принцип инверсии зависимостей:

Ваши модули, которые инкапсулируют сложную бизнес-логику, не должны напрямую зависеть от других модулей, которые инкапсулируют бизнес-логику. Вместо этого они должны зависеть только от интерфейсов до простых данных.

I.e., вместо того, чтобы реализовать ваш класс Logic, как обычно делают люди:

class Dependency { ... }
class Logic {
    private Dependency dep;
    int doSomething() {
        // Business logic using dep here
    }
}

вы должны сделать что-то вроде:

class Dependency { ... }
interface Data { ... }
class DataFromDependency implements Data {
    private Dependency dep;
    ...
}
class Logic {
    int doSomething(Data data) {
        // compute something with data
    }
}

Data и DataFromDependency должны жить в том же модуле, что и Logic, а не с Dependency.

Зачем это?

Два модуля бизнес-логики теперь развязаны. Когда Dependency изменяется, вам не нужно менять Logic.
Понимание того, что делает Logic, является гораздо более простой задачей: он работает только на том, что выглядит как ADT.
Logic теперь можно более легко протестировать. Теперь вы можете напрямую создать экземпляр Data с поддельными данными и передать его. Нет необходимости в mocks или сложных тестовых видах.

Ответ 9

Инверсия управления (IoC) - это шаблон проектирования, в котором объект получает свою зависимость от внешней структуры, а не запрашивает структуру за его зависимость.

Пример псевдокода с использованием традиционного поиска:

class Service {
    Database database;
    init() {
        database = FrameworkSingleton.getService("database");
    }
}

Аналогичный код с использованием IoC:

class Service {
    Database database;
    init(database) {
        this.database = database;
    }
}

Преимущества IoC:

У вас нет зависимости от центрального , поэтому это можно изменить, если желательно.
Поскольку объекты создаются путем инъекции, предпочтительно используя интерфейсов, легко создать блок тесты, которые заменяют зависимости макет версий.
Отключение кода.

Ответ 10

Точка инверсии зависимостей состоит в том, чтобы сделать многоразовое программное обеспечение.

Идея состоит в том, что вместо двух частей кода, полагающихся друг на друга, они полагаются на некоторый абстрактный интерфейс. Затем вы можете повторно использовать любую деталь без другого.

Обычно это достигается путем инверсии контейнера управления (IoC), такого как Spring в Java. В этой модели свойства объектов настраиваются через конфигурацию XML, а не объекты, выходящие и находя их зависимость.

Представьте себе этот псевдокод...

public class MyClass
{
  public Service myService = ServiceLocator.service;
}

MyClass напрямую зависит как от класса Service, так и от класса ServiceLocator. Это необходимо для обоих, если вы хотите использовать его в другом приложении. Теперь представьте это...

public class MyClass
{
  public IService myService;
}

Теперь MyClass использует один интерфейс, интерфейс IService. Мы бы позволили контейнеру IoC фактически установить значение этой переменной.

Итак, MyClass можно легко использовать повторно в других проектах, не добавляя к ним и другие два класса.

Еще лучше, вам не нужно перетаскивать зависимости MyService, а также зависимости этих зависимостей и... ну, вы получаете эту идею.

Ответ 11

Инверсия контрольных контейнеров и шаблон впрыска зависимостей Мартина Фаулера тоже хорошо читается. Я нашел Head First Design Patterns - потрясающая книга для моего первого набега на изучение DI и других образцов.

Ответ 12

Инверсия зависимостей: зависит от абстракций, а не от конкреций.

Инверсия управления: главное против абстракции и то, как главное - это клей систем.

Вот несколько хороших постов, рассказывающих об этом:

https://coderstower.com/2019/03/26/dependency-inversion-why-you-shouldnt-avoid-it/

https://coderstower.com/2019/04/02/main-and-abstraction-the-decoupled-peers/

https://coderstower.com/2019/04/09/inversion-of-control-putting-all-together/

Ответ 13

Добавляя к общей массе хороших ответов, я хотел бы добавить крошечный собственный образец, чтобы продемонстрировать хорошую или плохую практику. И да, я не тот, кто бросает камни!

Скажем, вы хотите, чтобы маленькая программа конвертировала строку в формат base64 через консольный ввод-вывод. Здесь наивный подход:

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        /*
         * BadEncoder: High-level class *contains* low-lever I/O functionality.
         * Hence, you'll have to fiddle with BadEncoder whenever you want to change
         * the I/O mode or details. Not good. A good encoder should be I/O-agnostic --
         * problems with I/O shouldn't break the encoder!
         */
        BadEncoder.Run();            
    }
}

public static class BadEncoder
{
    public static void Run()
    {
        Console.WriteLine(Convert.ToBase64String(Encoding.UTF8.GetBytes(Console.ReadLine())));
    }
}

DIP в основном говорит, что высокоуровневые компоненты не должны зависеть от низкоуровневой реализации, где "уровень" - это расстояние от ввода-вывода согласно Роберту К. Мартину ("Чистая архитектура"). Но как вы выходите из этого затруднительного положения? Просто сделав центральный кодер зависимым только от интерфейсов, не заботясь о том, как они реализованы:

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {           
        /* Demo of the Dependency Inversion Principle (= "High-level functionality
         * should not depend upon low-level implementations"): 
         * You can easily implement new I/O methods like
         * ConsoleReader, ConsoleWriter without ever touching the high-level
         * Encoder class!!!
         */            
        GoodEncoder.Run(new ConsoleReader(), new ConsoleWriter());            
    }
}

public static class GoodEncoder
{
    public static void Run(IReadable input, IWriteable output)
    {
        output.WriteOutput(Convert.ToBase64String(Encoding.ASCII.GetBytes(input.ReadInput())));            
    }
}

public interface IReadable
{
    string ReadInput();
}

public interface IWriteable
{
    void WriteOutput(string txt);
}

public class ConsoleReader : IReadable
{
    public string ReadInput()
    {
        return Console.ReadLine();
    }
}

public class ConsoleWriter : IWriteable
{
    public void WriteOutput(string txt)
    {
        Console.WriteLine(txt);
    }
}

Обратите внимание, что вам не нужно прикасаться к GoodEncoder для изменения режима ввода-вывода - этот класс доволен интерфейсами ввода-вывода, которые он знает; любая низкоуровневая реализация IReadable и IWriteable никогда не будет беспокоить это.

Ответ 14

В дополнение к другим ответам....

Позвольте мне привести пример в первую очередь..

Пусть будет гостиница, которая попросит у производителя продуктов питания его запасы. Отель дает название еды (скажем, курицу) Генератору еды, и Генератор возвращает запрашиваемую еду в гостиницу. Но отель не заботится о типе пищи, которую он получает и подает. Таким образом, Генератор поставляет продукты с этикеткой "Еда" в отель.

Эта реализация в JAVA

FactoryClass с фабричным методом. Пищевой Генератор

public class FoodGenerator {
    Food food;
    public Food getFood(String name){
        if(name.equals("fish")){
            food =  new Fish();
        }else if(name.equals("chicken")){
            food =  new Chicken();
        }else food = null;

        return food;
    }
}

Класс Аннотация/Интерфейс

public abstract class Food {

    //None of the child class will override this method to ensure quality...
    public void quality(){
        String fresh = "This is a fresh " + getName();
        String tasty = "This is a tasty " + getName();
        System.out.println(fresh);
        System.out.println(tasty);
    }
    public abstract String getName();
}

Курица реализует Еду (Конкретный Класс)

public class Chicken extends Food {
    /*All the food types are required to be fresh and tasty so
     * They won't be overriding the super class method "property()"*/

    public String getName(){
        return "Chicken";
    }
}

Рыба реализует Пищу (Конкретный Класс)

public class Fish extends Food {
    /*All the food types are required to be fresh and tasty so
     * They won't be overriding the super class method "property()"*/

    public String getName(){
        return "Fish";
    }
}

в заключение

Отель

public class Hotel {

    public static void main(String args[]){
        //Using a Factory class....
        FoodGenerator foodGenerator = new FoodGenerator();
        //A factory method to instantiate the foods...
        Food food = foodGenerator.getFood("chicken");
        food.quality();
    }
}

Как вы могли видеть, отель не знает, является ли это курицей или рыбой. Известно только, что это объект питания, т.е. Отель зависит от класса питания.

Также вы могли бы заметить, что класс Fish and Chicken реализует класс Food и не связан напрямую с отелем. т.е. курица и рыба также зависит от класса продуктов питания.

Это означает, что компонент высокого уровня (гостиница) и компонент низкого уровня (рыба и курица) зависят от абстракции (еда).

Это называется инверсией зависимости.

Ответ 15

Принцип инверсии зависимости (DIP) гласит, что

i) Модули высокого уровня не должны зависеть от модулей низкого уровня. Оба должны зависеть от абстракций.

ii) Абстракции никогда не должны зависеть от деталей. Детали должны зависеть от абстракций.

Пример:

    public interface ICustomer
    {
        string GetCustomerNameById(int id);
    }

    public class Customer : ICustomer
    {
        //ctor
        public Customer(){}

        public string GetCustomerNameById(int id)
        {
            return "Dummy Customer Name";
        }
    }

    public class CustomerFactory
    {
        public static ICustomer GetCustomerData()
        {
            return new Customer();
        }
    }

    public class CustomerBLL
    {
        ICustomer _customer;
        public CustomerBLL()
        {
            _customer = CustomerFactory.GetCustomerData();
        }

        public string GetCustomerNameById(int id)
        {
            return _customer.GetCustomerNameById(id);
        }
    }

    public class Program
    {
        static void Main()
        {
            CustomerBLL customerBLL = new CustomerBLL();
            int customerId = 25;
            string customerName = customerBLL.GetCustomerNameById(customerId);


            Console.WriteLine(customerName);
            Console.ReadKey();
        }
    }

Примечание. Класс должен зависеть от абстракций, таких как интерфейс или абстрактные классы, а не от конкретных деталей (реализация интерфейса).