이 기사에서는 컨테이너, 제어 반전 및 종속성 주입과 관련된 문제를 주로 소개하는 Laravel에 대한 관련 내용을 함께 살펴보겠습니다.
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현재 애플리케이션의 규모가 점점 더 커지면서 객체 간의 종속성은 점점 더 복잡해지고 결합 정도도 점점 높아지는 경우가 많습니다. 개체 간의 충돌이 발생합니다. 이렇게 크고 복잡한 애플리케이션의 경우 수정하면 전체 본문에 영향을 미칠 수 있으며, 이로 인해 애플리케이션의 향후 유지 관리에 많은 문제가 발생합니다.
객체 간의 높은 결합 문제를 해결하기 위해 IoC(Inversion of Control)라는 아이디어도 탄생했습니다. 소위 제어 역전은 객체 지향 프로그래밍의 설계 원칙입니다. 그 목적은 코드 간의 결합 정도를 줄이는 것입니다. Laravel에서는 DI(종속성 주입)를 통해 제어 반전이 구현됩니다.
제어 반전의 기본 아이디어는 IoC 컨테이너를 사용하여 객체 간의 종속성을 분리하는 것입니다. IoC 컨테이너가 도입된 후에는 모든 개체에 대한 제어가 IoC 컨테이너로 넘어갑니다. IoC 컨테이너는 전체 시스템의 핵심이 되어 모든 개체를 하나로 묶어 기능하게 됩니다. Laravel의 컨테이너는 이러한 목적으로 사용됩니다.
Laravel에서 컨테이너라고 불리는 것은 Laravel 프레임워크가 시작될 때 생성되는 IlluminateFoundationApplication 개체를 참조합니다.
# public/index.php $app = require_once __DIR__.'/../bootstrap/app.php'; # bootstrap/app.php $app = new Illuminate\Foundation\Application( $_ENV['APP_BASE_PATH'] ?? dirname(__DIR__) );
컨테이너를 생성하는 동안 Laravel은 컨테이너에 대한 몇 가지 기본 바인딩 및 서비스 등록도 수행합니다. Laravel은 먼저 컨테이너 인스턴스를 앱과 IlluminateContainerContainer에 바인딩합니다. 그런 다음 Laravel은 이벤트, 로그 및 라우팅 서비스 공급자를 포함한 기본 서비스 공급자를 해당 관련 클래스에 바인딩합니다. 별칭은 컨테이너 인스턴스와 함께 등록됩니다.
// namespace Illuminate\Foundation\Application public function __construct($basePath = null) { if ($basePath) { $this->setBasePath($basePath); } $this->registerBaseBindings(); $this->registerBaseServiceProviders(); $this->registerCoreContainerAliases(); } protected function registerBaseBindings() { static::setInstance($this); $this->instance('app', $this); $this->instance(Container::class, $this); /* ... ... */ } protected function registerBaseServiceProviders() { $this->register(new EventServiceProvider($this)); $this->register(new LogServiceProvider($this)); $this->register(new RoutingServiceProvider($this)); } public function registerCoreContainerAliases() { foreach ([ 'app' => [self::class, \Illuminate\Contracts\Container\Container::class, \Illuminate\Contracts\Foundation\Application::class, \Psr\Container\ContainerInterface::class], /* ... ...*/ 'db' => [\Illuminate\Database\DatabaseManager::class, \Illuminate\Database\ConnectionResolverInterface::class], 'db.connection' => [\Illuminate\Database\Connection::class, \Illuminate\Database\ConnectionInterface::class], /* ... ... */ 'request' => [\Illuminate\Http\Request::class, \Symfony\Component\HttpFoundation\Request::class], 'router' => [\Illuminate\Routing\Router::class, \Illuminate\Contracts\Routing\Registrar::class, \Illuminate\Contracts\Routing\BindingRegistrar::class], /* ... ... */ ] as $key => $aliases) { foreach ($aliases as $alias) { $this->alias($key, $alias); } } } // namespace Illuminate\Container\Container public function alias($abstract, $alias) { if ($alias === $abstract) { throw new LogicException("[{$abstract}] is aliased to itself."); } $this->aliases[$alias] = $abstract; $this->abstractAliases[$abstract][] = $alias; }
이 세 가지 기본 등록 단계를 완료하면 컨테이너에 등록된 개체 인스턴스에 쉽게 액세스할 수 있습니다. 예를 들어, 컨테이너 자체는 $app['app'] 또는 $app['IlluminateContainerContainer'] 를 통해 직접 액세스할 수 있고, 데이터베이스 연결은 $app['db'] 를 통해 직접 액세스할 수 있습니다.
서비스 제공자 등록
컨테이너 생성 과정에서 기본 서비스 제공자가 등록되며, Register() 메소드를 호출하여 등록 과정이 완료됩니다.
// namespace Illuminate\Foundation\Application public function register($provider, $force = false) { if (($registered = $this->getProvider($provider)) && ! $force) { return $registered; } if (is_string($provider)) { $provider = $this->resolveProvider($provider); } $provider->register(); if (property_exists($provider, 'bindings')) { foreach ($provider->bindings as $key => $value) { $this->bind($key, $value); } } if (property_exists($provider, 'singletons')) { foreach ($provider->singletons as $key => $value) { $this->singleton($key, $value); } } $this->markAsRegistered($provider); if ($this->isBooted()) { $this->bootProvider($provider); } return $provider; }
Laravel은 먼저 지정된 서비스 제공자가 컨테이너에 등록되었는지 확인합니다(getProvider() 메서드를 호출하여 구현됨). 지정된 서비스 제공자가 컨테이너에 등록되어 있고 이 등록 작업이 필수가 아닌 경우 직접 등록된 서비스 제공자를 반환합니다.
위 조건이 충족되지 않으면 라라벨은 서비스 제공자 등록을 시작합니다. 이때, 매개변수가 문자열로 전달되면 라라벨은 기본적으로 서비스 제공자의 클래스 이름을 사용하고 이를 인스턴스화합니다(resolveProvider() 메소드를 통해). 이후 서비스 제공자가 정의한 Register() 메소드를 호출하여 등록합니다. 로그 서비스 제공자를 예로 들면, Register() 메소드의 메소드 본문은 다음과 같습니다. Register() 메소드의 기능은 등록이 완료된 후 IlluminateLogLogManager 객체를 컨테이너에 등록하는 것입니다. 컨테이너의 $bindings 속성 항목이 추가됩니다
// namespace Illuminate\Log\LogServiceProvider public function register() { $this->app->singleton('log', function ($app) { return new LogManager($app); }); }
서비스 제공자 자체가 $bindings 속성과 $singletons 속성도 정의하는 경우 Laravel은 해당 바인딩() 메서드와 Singleton() 메서드도 호출하여 작업을 완료합니다. 이러한 서비스 제공자의 사용자 정의 바인딩.
이후 Laravel은 서비스 제공자를 등록된 것으로 표시한 다음 서비스 제공자가 정의한 boot() 메소드를 호출하여 서비스 제공자를 시작합니다(애플리케이션이 시작된 경우).
컨테이너에 바인딩을 등록할 때 바인딩()과 싱글톤() 두 가지 방법이 있습니다. 유일한 차이점은 등록된 바인딩이 싱글톤 모드인지, 즉 공유 속성이 true인지 여부입니다.
$app->bindings['log'] = [ 'concrete' => 'Illuminate\Log\LogManager {#162}', 'shared' => true, ];
그래도 로그 서비스 제공자를 예로 들면 로그 서비스 제공자는 등록 시 싱글톤 모드로 등록되며 $concrete 매개변수는 클로저입니다. 바인딩이 시작되기 전에 Laravel은 먼저 이전 바인딩을 제거합니다. $concrete는 현재 클로저이므로 Laravel은 어떠한 작업도 수행하지 않고 $bindings 속성에 바인딩 정보만 저장합니다.
서비스 접속서비스 제공자 등록이 완료되면 위에서 언급한 데이터베이스 접속 접속과 동일한 방법으로 서비스에 접속할 수 있습니다. 여전히 로그 서비스를 예로 들면, $app['log']를 통해 로그 서비스에 접근할 수 있습니다. 또한, Laravel에서는 Facade를 사용하여 서비스에 액세스할 수도 있습니다. 예를 들어 IlluminateSupportFacadesLog::info()를 호출하여 로그를 기록할 수 있습니다.
// namespace Illuminate\Support\Facades\Log class Log extends Facade { protected static function getFacadeAccessor() { return 'log'; } } // namespace Illuminate\Support\Facades\Facade public static function __callStatic($method, $args) { $instance = static::getFacadeRoot(); /* ... ... */ return $instance->$method(...$args); } public static function getFacadeRoot() { return static::resolveFacadeInstance(static::getFacadeAccessor()); } protected static function resolveFacadeInstance($name) { if (is_object($name)) { return $name; } if (isset(static::$resolvedInstance[$name])) { return static::$resolvedInstance[$name]; } if (static::$app) { return static::$resolvedInstance[$name] = static::$app[$name]; } }
在通过静态调用的方式进行日志记录时,首先会访问 Facade 中的魔术方法 __callStatic() ,该方法的首先进行的就是解析出 facade 对应的服务实例,然后调用该服务实例下的方法来执行相应的功能。每个 facade 中都会定义一个 getFacadeAccessor() 方法,这个方法会返回一个 tag,在日志服务中,这个 tag 就是日志服务提供者的闭包在容器的 $bindings 属性中的 key。也就是说,通过 facade 方式最终得到的是 $app['log']。
那么为什么可以通过关联数组的方式访问容器中注册的对象/服务?Illuminate\Container\Container 实现了 ArrayAccess 并且定义了 OffsetGet() 方法,而 Illuminate\Foundation\Application 继承了 Container ,$app 为 Application 实例化的对象,所以通过关联数组的方式访问容器中注册的对象时会访问 Container 的 OffsetGet() 方法。在 OffsetGet() 方法中会调用 Container 的 make() 方法,而 make() 方法中又会调用 resolve() 方法。resolve() 方法最终会解析并返回相应的对象。
// namespace Illuminate\Container public function offsetGet($key) { return $this->make($key); } public function make($abstract, array $parameters = []) { return $this->resolve($abstract, $parameters); } protected function resolve($abstract, $parameters = [], $raiseEvents = true) { /* ... ... */ $this->with[] = $parameters; if (is_null($concrete)) { $concrete = $this->getConcrete($abstract); } if ($this->isBuildable($concrete, $abstract)) { $object = $this->build($concrete); } else { $object = $this->make($concrete); } /* ... ... */ $this->resolved[$abstract] = true; array_pop($this->with); return $object; } protected function getConcrete($abstract) { if (isset($this->bindings[$abstract])) { return $this->bindings[$abstract]['concrete']; } return $abstract; } protected function isBuildable($concrete, $abstract) { return $concrete === $abstract || $concrete instanceof Closure; } public function build($concrete) { if ($concrete instanceof Closure) { return $concrete($this, $this->getLastParameterOverride()); } /* ... ... */ } protected function getLastParameterOverride() { return count($this->with) ? end($this->with) : []; }
这里需要说明,在通过 $app['log'] 的方式解析日志服务实例时,resolve() 方法中的 $concrete 解析得到的是一个闭包,导致 isBuildable() 方法返回结果为 true,所以 Laravel 会直接调用 build() 方法。而由于此时 $concrete 是一个闭包,所以在 build() 方法中会直接执行这个闭包函数,最终返回 LogManager 实例。
在基础的绑定和服务注册完成之后,容器创建成功并返回 $app 。之后 Laravel 会将内核(包括 Http 内核和 Console 内核)和异常处理注册到容器当中。然后 Laravel 开始处理请求。
// namespace bootstrap/app.php $app->singleton( Illuminate\Contracts\Http\Kernel::class, App\Http\Kernel::class ); $app->singleton( Illuminate\Contracts\Console\Kernel::class, App\Console\Kernel::class ); $app->singleton( Illuminate\Contracts\Debug\ExceptionHandler::class, App\Exceptions\Handler::class ); // public/index.php $kernel = $app->make(Illuminate\Contracts\Http\Kernel::class); $response = $kernel->handle( $request = Request::capture() )->send(); $kernel->terminate($request, $response);
在开始处理请求之前,Laravel 首先会解析出 Http 内核对象 $kernel,即 App\Http\Kernel 实例化的对象。而 App\Http\Kernel 继承了 Illuminate\Foundation\Kernel,所以 $kernel 实际调用的是 Illuminate\Foundation\Kernel 中的 handle() 方法。
namespace Illuminate\Foundation\Http use Illuminate\Contracts\Debug\ExceptionHandler public function handle($request) { try { $request->enableHttpMethodParameterOverride(); $response = $this->sendRequestThroughRouter($request); } catch (Throwable $e) { $this->reportException($e); $response = $this->renderException($request, $e); } $this->app['events']->dispatch( new RequestHandled($request, $response) ); return $response; } // 上报错误 protected function reportException(Throwable $e) { $this->app[ExceptionHandler::class]->report($e); } // 渲染错误信息 protected function renderException($request, Throwable $e) { return $this->app[ExceptionHandler::class]->render($request, $e); }
handle() 方法在处理请求的过程中如果出现任何异常或错误,Laravel 都会调用容器中已经注册好的异常处理对象来上报异常并且渲染返回信息。
在容器创建成功以后,Laravel 会将 Illuminate\Contracts\Debug\ExceptionHandler 和 App\Exceptions\Handler 之间的绑定注册到容器当中,所以 Laravel 处理异常实际调用的都是 App\Exceptions\Handler 中的方法。在实际开发过程中,开发者可以根据自身需要在 App\Exceptions\Handler 中自定义 report() 和 render() 方法。
在 PHP 7 中,`Exception` 和 `Error` 是两种不同的类型,但它们同时都继承了 `Throwable` ,所以 `handler()` 方法中捕获的是 `Throwable` 对象。
在正式开始处理请求之前,Laravel 会进行一些引导启动,包括加载环境变量、配置信息等,这些引导启动在 Laravel 运行过程中起到了非常重要的作用。
// namespace Illuminate\Foundation\Http\Kernel protected $bootstrappers = [ \Illuminate\Foundation\Bootstrap\LoadEnvironmentVariables::class, \Illuminate\Foundation\Bootstrap\LoadConfiguration::class, \Illuminate\Foundation\Bootstrap\HandleExceptions::class, \Illuminate\Foundation\Bootstrap\RegisterFacades::class, \Illuminate\Foundation\Bootstrap\RegisterProviders::class, \Illuminate\Foundation\Bootstrap\BootProviders::class, ]; protected function sendRequestThroughRouter($request) { /* ... ... */ $this->bootstrap(); /* ... ... */ } public function bootstrap() { if (! $this->app->hasBeenBootstrapped()) { $this->app->bootstrapWith($this->bootstrappers()); } } // namespace Illuminate\Foundation\Application public function bootstrapWith(array $bootstrappers) { $this->hasBeenBootstrapped = true; foreach ($bootstrappers as $bootstrapper) { $this['events']->dispatch('bootstrapping: '.$bootstrapper, [$this]); $this->make($bootstrapper)->bootstrap($this); $this['events']->dispatch('bootstrapped: '.$bootstrapper, [$this]); } }
从代码中可以看出,引导启动的过程实际就是调用各个 class 中的 bootstrap() 方法。其中:
LoadEnvironmentVariables 用来加载环境变量
LoadConfiguration 用来加载 config 目录下的配置文件
HandleExceptions 用来设置 PHP 的错误报告级别以及相应的异常和错误处理函数,另外还会设置 PHP 的程序终止执行函数
// namespace Illuminate\Foundation\Bootstrap\HandleExceptions public function bootstrap(Application $app) { /* ... ... */ $this->app = $app; error_reporting(-1); set_error_handler([$this, 'handleError']); set_exception_handler([$this, 'handleException']); register_shutdown_function([$this, 'handleShutdown']); /* ... ... */ } public function handleError($level, $message, $file = '', $line = 0, $context = []) { if (error_reporting() & $level) { /* ... ... */ throw new ErrorException($message, 0, $level, $file, $line); } } public function handleException(Throwable $e) { /* ... ... */ $this->getExceptionHandler()->report($e); /* ... ... */ } public function handleShutdown() { if (! is_null($error = error_get_last()) && $this->isFatal($error['type'])) { $this->handleException($this->fatalErrorFromPhpError($error, 0)); } } protected function getExceptionHandler() { return $this->app->make(\Illuminate\Contracts\Debug\ExceptionHandler::class); }
从以上代码中可以看出,虽然 HandleExceptions 中定义了异常、错误、程序终止的处理函数,但无论是哪种情况,最终还是调用 App\Exceptions\Handler 中的方法来处理异常或错误。
RegisterFacades 的作用一个是注册配置文件以及第三方包中自定义的 alias 类,还有一个非常重要的作用就是为 Illuminate\Support\Facades\Facade 类设置 $app 属性。
// namespace Illuminate\Foundation\Bootstrap\RegisterFAcades public function bootstrap(Application $app) { Facade::clearResolvedInstances(); Facade::setFacadeApplication($app); AliasLoader::getInstance(array_merge( $app->make('config')->get('app.aliases', []), $app->make(PackageManifest::class)->aliases() ))->register(); }
&emsp 我们在通过 facade 方式反问容器中注册的服务时,Facade 在解析容器中的服务实例时用到的 static::$app 即是在这个时候设置的。
RegisterProviders 的作用是注册配置文件以及第三方包中定义的服务提供者
// namespace Illuminate\Foundation\Bootstrap\RegisterProviders public function bootstrap(Application $app) { $app->registerConfiguredProviders(); } public function registerConfiguredProviders() { $providers = Collection::make($this->make('config')->get('app.providers')) ->partition(function ($provider) { return strpos($provider, 'Illuminate\\') === 0; }); $providers->splice(1, 0, [$this->make(PackageManifest::class)->providers()]); (new ProviderRepository($this, new Filesystem, $this->getCachedServicesPath())) ->load($providers->collapse()->toArray()); }
在实际注册的过程中,Laravel 会按照 Laravel 框架的服务提供者 > 第三方包的服务提供者 > 开发者自定义的服务提供者 的顺序进行注册
BootProviders 则是按顺序调用已经注册到容器中的服务提供者的 boot() 方法(前提是服务提供者定义的 boot() 方法)
在引导启动完成之后,Laravel 开始处理请求,首先要做的就是将全局的中间件应用于 request 。这之后 Laravel 会将请求分发到相应的路由进行处理,处理之前需要先根据 request 找到相应的路由对象 Illuminate\Routing\Route。在 Laravel 中,除了全局中间件,还有一些中间件只作用于特定的路由或路由分组,此时这些中间件就会被作用于 request 。这些工作都完成之后,路由对象开始执行代码,完成请求。
// namespace Illuminate\Foundation\Http\Kernel protected function sendRequestThroughRouter($request) { /* ... ... */ return (new Pipeline($this->app)) ->send($request) ->through($this->app->shouldSkipMiddleware() ? [] : $this->middleware) ->then($this->dispatchToRouter()); } protected function dispatchToRouter() { return function ($request) { $this->app->instance('request', $request); return $this->router->dispatch($request); }; } // namespace Illuminate\Routing\Router public function dispatch(Request $request) { $this->currentRequest = $request; return $this->dispatchToRoute($request); } public function dispatchToRoute(Request $request) { return $this->runRoute($request, $this->findRoute($request)); } protected function runRoute(Request $request, Route $route) { /* ... ... */ return $this->prepareResponse($request, $this->runRouteWithinStack($route, $request) ); } protected function runRouteWithinStack(Route $route, Request $request) { /* ... ... */ return (new Pipeline($this->container)) ->send($request) ->through($middleware) ->then(function ($request) use ($route) { return $this->prepareResponse( $request, $route->run() ); }); }
Laravel 中的路由在注册时,action 可以是控制器方法,也可以是闭包。但无论是那种形式,都需要传参,而传参就会遇到需要依赖注入的情况。
Route 对象在执行 run() 方法时会根据 action 的类型分别进行控制器方法调用或闭包函数的调用。但两种方法最终都需要解析参数,而如果参数中用到了 class ,就需要进行依赖注入。
// namespace Illuminate\Routing\Router public function run() { $this->container = $this->container ?: new Container; try { if ($this->isControllerAction()) { return $this->runController(); } return $this->runCallable(); } catch (HttpResponseException $e) { return $e->getResponse(); } } protected function runController() { return $this->controllerDispatcher()->dispatch( $this, $this->getController(), $this->getControllerMethod() ); } protected function runCallable() { /* ... ... */ return $callable(...array_values($this->resolveMethodDependencies( $this->parametersWithoutNulls(), new ReflectionFunction($callable) ))); } // namespace Illuminate\Routing\ControllerDispatcher public function dispatch(Route $route, $controller, $method) { $parameters = $this->resolveClassMethodDependencies( $route->parametersWithoutNulls(), $controller, $method ); /* ... ... */ } // namespace Illuminate\Routing\RouteDependencyResolverTrait protected function resolveClassMethodDependencies(array $parameters, $instance, $method) { /* ... ... */ return $this->resolveMethodDependencies( $parameters, new ReflectionMethod($instance, $method) ); } public function resolveMethodDependencies(array $parameters, ReflectionFunctionAbstract $reflector) { /* ... ... */ foreach ($reflector->getParameters() as $key => $parameter) { $instance = $this->transformDependency($parameter, $parameters, $skippableValue); /* ... ... */ } return $parameters; } protected function transformDependency(ReflectionParameter $parameter, $parameters, $skippableValue) { $className = Reflector::getParameterClassName($parameter); if ($className && ! $this->alreadyInParameters($className, $parameters)) { return $parameter->isDefaultValueAvailable() ? null : $this->container->make($className); } return $skippableValue; }
在执行过程中,Laravel 首先通过反射取得参数列表(对于控制器方法,使用 ReflectionMethod ,对于闭包函数,则使用 ReflectionFunction )。在得到参数列表后,Laravel 仍然是利用反射,逐个判断参数类型。如果参数类型为 PHP 的内置类型,那么不需要什么特殊处理;但如果参数不是 PHP 内置类型,则需要利用反射解析出参数的具体类型。在解析出参数的具体类型之后,紧接着会判断该类型的对象是不是已经存在于参数列表中,如果不存在并且该类型也没有设置默认值,那么就需要通过容器创建出该类型的实例。
要通过容器创建指定 class 的实例,仍然需要用到 resolve() 方法。前文已经叙述过使用 resolve() 方法解析闭包函数的情况,所以这里值叙述实例化 class 的情况。
// namespace Illuminate\Container\Container public function build($concrete) { /* ... ... */ try { $reflector = new ReflectionClass($concrete); } catch (ReflectionException $e) { throw new BindingResolutionException("Target class [$concrete] does not exist.", 0, $e); } if (! $reflector->isInstantiable()) { return $this->notInstantiable($concrete); } $this->buildStack[] = $concrete; $constructor = $reflector->getConstructor(); if (is_null($constructor)) { array_pop($this->buildStack); return new $concrete; } $dependencies = $constructor->getParameters(); try { $instances = $this->resolveDependencies($dependencies); } catch (BindingResolutionException $e) { array_pop($this->buildStack); throw $e; } array_pop($this->buildStack); return $reflector->newInstanceArgs($instances); } protected function resolveDependencies(array $dependencies) { $results = []; foreach ($dependencies as $dependency) { if ($this->hasParameterOverride($dependency)) { $results[] = $this->getParameterOverride($dependency); continue; } $result = is_null(Util::getParameterClassName($dependency)) ? $this->resolvePrimitive($dependency) : $this->resolveClass($dependency); if ($dependency->isVariadic()) { $results = array_merge($results, $result); } else { $results[] = $result; } } return $results; }
容器在实例化 class 的时候,仍然是通过反射获取 class 基本信息。对于一些无法进行实例化的 class (例如 interface 、abstract class ),Laravel 会抛出异常;否则 Laravel 会继续获取 class 的构造函数的信息。对于不存在构造函数的 class ,意味着这些 class 在实例化的时候不需要额外的依赖,可以直接通过 new 来实例化;否则仍然是通过反射解析出构造函数的参数列表信息,然后逐个实例化这些参数列表中用到的 class 。在这些参数列表中的 class 都实例化完成之后,通过容器创建 class 的准备工作也已经完成,此时容器可以顺利创建出指定 class 的实例,然后注入到控制器方法或闭包中。
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위 내용은 Laravel 예제에 대한 자세한 설명: 컨테이너, 제어 반전 및 종속성 주입의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!