Golang依赖注入框架wire全攻略

在前一阵介绍单元测试的系列文章中，曾经简单介绍过 wire依赖注入框架 。但当时的wire还处于alpha阶段，不过最近wire已经发布了首个beta版，API发生了一些变化，同时也承诺除非万不得已，将不会破坏API的兼容性。在前文中，介绍了一些wire的基本概况，本篇就不再重复，感兴趣的小伙伴们可以回看一下： 搞定Go单元测试（四）—— 依赖注入框架(wire) 。本篇将具体介绍wire的使用方法和一些最佳实践。

本篇中的代码的完整示例可以在这里找到： wire-examples

Installing

go get github.com/google/wire/cmd/wire
复制代码

Quick Start

我们先通过一个简单的例子，让小伙伴们对 wire 有一个直观的认识。下面的例子展示了一个简易 wire 依赖注入示例：

$ ls
main.go  wire.go 
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main.go

package main

import "fmt"

type Message struct {
	msg string
}
type Greeter struct {
	Message Message
}
type Event struct {
	Greeter Greeter
}
// NewMessage Message的构造函数
func NewMessage(msg string) Message {
	return Message{
		msg:msg,
	}
}
// NewGreeter Greeter构造函数
func NewGreeter(m Message) Greeter {
	return Greeter{Message: m}
}
// NewEvent Event构造函数
func NewEvent(g Greeter) Event {
	return Event{Greeter: g}
}
func (e Event) Start() {
	msg := e.Greeter.Greet()
	fmt.Println(msg)
}
func (g Greeter) Greet() Message {
	return g.Message
}

// 使用wire前
func main() {
	message := NewMessage("hello world")
	greeter := NewGreeter(message)
	event := NewEvent(greeter)

	event.Start()
}
/*
// 使用wire后
func main() {
	event := InitializeEvent("hello_world")

	event.Start()
}*/

复制代码

wire.go

// +build wireinject
// The build tag makes sure the stub is not built in the final build.

package main

import "github.com/google/wire"

// InitializeEvent 声明injector的函数签名
func InitializeEvent(msg string) Event{
	wire.Build(NewEvent, NewGreeter, NewMessage)
	return Event{}  //返回值没有实际意义，只需符合函数签名即可
}
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调用 wire 命令生成依赖文件：

$ wire
wire: github.com/DrmagicE/wire-examples/quickstart: wrote XXXX\github.com\DrmagicE\wire-examples\quickstart\wire_gen.go
$ ls
main.go  wire.go  wire_gen.go
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wire_gen.go wire生成的文件

// Code generated by Wire. DO NOT EDIT.

//go:generate wire
//+build !wireinject

package main

// Injectors from wire.go:

func InitializeEvent(msg string) Event {
	message := NewMessage(msg)
	greeter := NewGreeter(message)
	event := NewEvent(greeter)
	return event
}
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使用前 V.S 使用后

...
/*
// 使用wire前
func main() {
	message := NewMessage("hello world")
	greeter := NewGreeter(message)
	event := NewEvent(greeter)

	event.Start()
}*/

// 使用wire后
func main() {
	event := InitializeEvent("hello_world")

	event.Start()
}
...
复制代码

使用 wire 后，只需调一个初始化方法既可得到 Event 了，对比使用前，不仅减少了三行代码，并且无需再关心依赖之间的初始化顺序。

示例传送门： quickstart

Provider & Injector

provider 和 injector 是 wire 的两个核心概念。

通过提供 provider 函数，让 wire 知道如何产生这些依赖对象。 wire 根据我们定义的 injector 函数签名，生成完整的 injector 函数， injector 函数是最终我们需要的函数，它将按依赖顺序调用 provider 。

在quickstart的例子中， NewMessage,NewGreeter,NewEvent 都是 provider ， wire_gen.go 中的 InitializeEvent 函数是 injector ，可以看到 injector 通过按依赖顺序调用 provider 来生成我们需要的对象 Event 。

上述示例在 wire.go 中定义了 injector 的函数签名，注意要在文件第一行加上

// +build wireinject
...
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用于告诉编译器无需编译该文件。在 injector 的签名定义函数中，通过调用 wire.Build 方法，指定用于生成依赖的 provider :

// InitializeEvent 声明injector的函数签名
func InitializeEvent(msg string) Event{
	wire.Build(NewEvent, NewGreeter, NewMessage) // <--- 传入provider函数
	return Event{}  //返回值没有实际意义，只需符合函数签名即可
}
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该方法的返回值没有实际意义，只需要符合函数签名的要求即可。

高级特性

quickstart示例展示了 wire 的基础功能，本节将介绍一些高级特性。

接口绑定

根据依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle），对象应当依赖于接口，而不是直接依赖于具体实现。

在quickstart的例子中的依赖均是具体实现，现在我们来看看在 wire 中如何处理接口依赖：

// UserService 
type UserService struct {
	userRepo UserRepository // <-- UserService依赖UserRepository接口
}

// UserRepository 存放User对象的数据仓库接口,比如可以是mysql,restful api ....
type UserRepository interface {
	// GetUserByID 根据ID获取User, 如果找不到User返回对应错误信息
	GetUserByID(id int) (*User, error)
}
// NewUserService *UserService构造函数
func NewUserService(userRepo UserRepository) *UserService {
	return &UserService{
		userRepo:userRepo,
	}
}

// mockUserRepo 模拟一个UserRepository实现
type mockUserRepo struct {
	foo string
	bar int
}
// GetUserByID UserRepository接口实现
func (u *mockUserRepo) GetUserByID(id int) (*User,error){
	return &User{}, nil
}
// NewMockUserRepo *mockUserRepo构造函数
func NewMockUserRepo(foo string,bar int) *mockUserRepo {
	return &mockUserRepo{
		foo:foo,
		bar:bar,
	}
}
// MockUserRepoSet 将 *mockUserRepo与UserRepository绑定
var MockUserRepoSet = wire.NewSet(NewMockUserRepo,wire.Bind(new(UserRepository), new(*mockUserRepo)))
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在这个例子中， UserService 依赖 UserRepository 接口，其中 mockUserRepo 是 UserRepository 的一个实现，由于在Go的最佳实践中，更推荐返回具体实现而不是接口。所以 mockUserRepo 的 provider 函数返回的是 *mockUserRepo 这一具体类型。 wire 无法自动将具体实现与接口进行关联，我们需要显示声明它们之间的关联关系。通过 wire.NewSet 和 wire.Bind 将 *mockUserRepo 与 UserRepository 进行绑定：

// MockUserRepoSet 将 *mockUserRepo与UserRepository绑定
var MockUserRepoSet = wire.NewSet(NewMockUserRepo,wire.Bind(new(UserRepository), new(*mockUserRepo)))
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定义 injector 函数签名：

...
func InitializeUserService(foo string, bar int) *UserService{
	wire.Build(NewUserService,MockUserRepoSet) // 使用MockUserRepoSet
	return nil
}
...
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示例传送门： binding-interfaces

返回错误

在前面的例子中，我们的 provider 函数均只有一个返回值，但在某些情况下， provider 函数可能会对入参做校验，如果参数错误，则需要返回 error 。 wire 也考虑了这种情况， provider 函数可以将返回值的第二个参数设置成 error :

// Config 配置
type Config struct {
    // RemoteAddr 连接的远程地址
	RemoteAddr string
	
}
// APIClient API客户端
type APIClient struct {
	c Config
}
// NewAPIClient  APIClient构造函数，如果入参校验失败，返回错误原因
func NewAPIClient(c Config) (*APIClient,error) { // <-- 第二个参数设置成error
	if c.RemoteAddr == "" {
		return nil, errors.New("没有设置远程地址")
	}
	return &APIClient{
		c:c,
	},nil
}
// Service
type Service struct {
	client *APIClient
}
// NewService Service构造函数
func NewService(client *APIClient) *Service{
	return &Service{
		client:client,
	}
}
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类似的， injector 函数定义的时候也需要将第二个返回值设置成 error ：

...
func InitializeClient(config Config) (*Service, error) { // <-- 第二个参数设置成error
	wire.Build(NewService,NewAPIClient)
	return nil,nil
}
...
复制代码

观察一下 wire 生成的 injector ：

func InitializeClient(config Config) (*Service, error) {
	apiClient, err := NewAPIClient(config)
	if err != nil { // <-- 在构造依赖的顺序中如果发生错误，则会返回对应的"零值"和相应错误
		return nil, err
	}
	service := NewService(apiClient)
	return service, nil
}
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在构造依赖的顺序中如果发生错误，则会返回对应的"零值"和相应错误。

示例传送门： return-error

Cleanup functions

当 provider 生成的对象需要一些cleanup处理，比如关闭文件，关闭数据库连接等操作时，依然可以通过设置 provider 的返回值来达到这样的效果：

// FileReader
type FileReader struct {
	f *os.File
}
// NewFileReader *FileReader 构造函数，第二个参数是cleanup function
func NewFileReader(filePath string) (*FileReader, func(), error){
	f, err := os.Open(filePath)
	if err != nil {
	    return nil,nil,err
	}
	fr := &FileReader{
	    f:f,
	}
	fn := func() {
	    log.Println("cleanup") 
	    fr.f.Close()
	}
	return fr,fn,nil
}
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跟返回错误类似，将 provider 的第二个返回参数设置成 func() 用于返回cleanup function，上述例子中在第三个参数中返回了 error ，但这是可选的：

示例传送门： cleanup-functions

Provider set

当一些 provider 通常是一起使用的时候，可以使用 provider set 将它们组织起来，以quickstart示例为模板稍作修改：

// NewMessage Message的构造函数
func NewMessage(msg string) Message {
	return Message{
		msg:msg,
	}
}
// NewGreeter Greeter构造函数
func NewGreeter(m Message) Greeter {
	return Greeter{Message: m}
}
// NewEvent Event构造函数
func NewEvent(g Greeter) Event {
	return Event{Greeter: g}
}
func (e Event) Start() {
	msg := e.Greeter.Greet()
	fmt.Println(msg)
}
// EventSet Event通常是一起使用的一个集合，使用wire.NewSet进行组合
var EventSet  = wire.NewSet(NewEvent, NewMessage, NewGreeter) // <--
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上述例子中将 Event 和它的依赖通过 wire.NewSet 组合起来，作为一个整体在 injector 函数签名定义中使用：

func InitializeEvent(msg string) Event{
	//wire.Build(NewEvent, NewGreeter, NewMessage)
	wire.Build(EventSet) 
	return Event{}
}
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这时只需将 EventSet 传入 wire.Build 即可。

示例传送门： provider-set

结构体provider

除了函数外，结构体也可以充当 provider 的角色，类似于 setter 注入：

type Foo int
type Bar int

func ProvideFoo() Foo {
	return 1
}
func ProvideBar() Bar {
	return 2
}
type FooBar struct {
	MyFoo Foo
	MyBar Bar
}
var Set = wire.NewSet(
	ProvideFoo,
	ProvideBar,
	wire.Struct(new(FooBar), "MyFoo", "MyBar"))
复制代码

通过 wire.Struct 来指定那些字段要被注入到结构体中，如果是全部字段，也可以简写成：

var Set = wire.NewSet(
	ProvideFoo,
	ProvideBar,
	wire.Struct(new(FooBar), "*")) // * 表示注入全部字段
复制代码

生成的 injector 函数：

func InitializeFooBar() FooBar {
	foo := ProvideFoo()
	bar := ProvideBar()
	fooBar := FooBar{
		MyFoo: foo,
		MyBar: bar,
	}
	return fooBar
}
复制代码

示例传送门： struct-provider

Best Practices

区分类型

由于 injector 的函数中，不允许出现重复的参数类型，否则 wire 将无法区分这些相同的参数类型，比如：

type FooBar struct {
	foo string
	bar string
}

func NewFooBar(foo string, bar string) FooBar {
	return FooBar{
	    foo: foo,  
	    bar: bar,
	}
}
复制代码

injector 函数签名定义:

// wire无法得知入参a,b跟FooBar.foo,FooBar.bar的对应关系
func InitializeFooBar(a string, b string) FooBar {
	wire.Build(NewFooBar)
	return FooBar{}
}

复制代码

如果使用上面的 provider 来生成 injector , wire 会报如下错误：

provider has multiple parameters of type string
复制代码

因为入参均是字符串类型，wire无法得知入参a,b跟FooBar.foo,FooBar.bar的对应关系。 所以我们使用不同的类型来避免冲突：

type Foo string
type Bar string
type FooBar struct {
	foo Foo
	bar Bar
}

func NewFooBar(foo Foo, bar Bar) FooBar {
	return FooBar{
	    foo: foo,
	    bar: bar,
	}
}
复制代码

injector 函数签名定义：

func InitializeFooBar(a Foo, b Bar) FooBar {
	wire.Build(NewFooBar)
	return FooBar{}
}
复制代码

其中基础类型和通用接口类型是最容易发生冲突的类型，如果它们在 provider 函数中出现，最好统一新建一个别名来代替它(尽管还未发生冲突)，例如：

type MySQLConnectionString string
type FileReader io.Reader
复制代码

示例传送门 distinguishing-types

Options Structs

如果一个 provider 方法包含了许多依赖，可以将这些依赖放在一个options结构体中，从而避免构造函数的参数太多：

type Message string

// Options
type Options struct {
	Messages []Message
	Writer   io.Writer
	Reader   io.Reader
}
type Greeter struct {
}

// NewGreeter Greeter的provider方法使用Options以避免构造函数过长
func NewGreeter(ctx context.Context, opts *Options) (*Greeter, error) {
	return nil, nil
}
// GreeterSet 使用wire.Struct设置Options为provider
var GreeterSet = wire.NewSet(wire.Struct(new(Options), "*"), NewGreeter)
复制代码

injector函数签名：

func InitializeGreeter(ctx context.Context, msg []Message, w io.Writer, r io.Reader) (*Greeter, error) {
	wire.Build(GreeterSet)
	return nil, nil
}
复制代码

示例传送门 options-structs

一些缺点和限制

额外的类型定义

由于 wire 自身的限制， injector 中的变量类型不能重复，需要定义许多额外的基础类型别名。

mock支持暂时不够友好

目前 wire 命令还不能识别 _test.go 结尾文件中的 provider 函数，这样就意味着如果需要在测试中也使用 wire 来注入我们的mock对象，我们需要在常规代码中嵌入mock对象的 provider ，这对常规代码有侵入性，不过官方似乎也已经注意到了这个问题，感兴趣的小伙伴可以关注一下这条issue： github.com/google/wire…