laravel服务容器是什么

在laravel中，服务容器是一个用于管理类依赖以及实现依赖注入的强有力工具。当应用程序需要使用某一个服务时，服务容器会将服务解析出来，并同时自动解决服务之间的依赖，然后交给应用程序使用。

本教程操作环境：windows7系统、Laravel6版、Dell G3电脑。

什么是服务容器

Laravel 服务容器是一个用于管理类依赖以及实现依赖注入的强有力工具。依赖注入这个名词表面看起来花哨，实质上是指：通过构造函数，或者某些情况下通过「setter」方法将类依赖「注入」到类中。

Laravel中的功能模块比如 Route、Eloquent ORM、Request、Response等等等等，实际上都是与核心无关的类模块提供的，这些类从注册到实例化，最终被我们所使用，其实都是 laravel 的服务容器负责的。

服务容器中有两个概念控制反转(IOC)和依赖注入(DI):

依赖注入和控制反转是对同一件事情的不同描述，它们描述的角度不同。依赖注入是从应用程序的角度在描述，应用程序依赖容器创建并注入它所需要的外部资源。而控制反转是从容器的角度在描述，容器控制应用程序，由容器反向的向应用程序注入应用程序所需要的外部资源。

在Laravel中框架把自带的各种服务绑定到服务容器，我们也可以绑定自定义服务到容器。当应用程序需要使用某一个服务时，服务容器会将服务解析出来，同时自动解决服务之间的依赖，然后交给应用程序使用。

下面探讨一下Laravel中的服务绑定和解析是如何实现的。

服务绑定

常用的绑定服务到容器的方法有instance, bind, singleton, alias。下面我们分别来看一下。

instance

将一个已存在的对象绑定到服务容器里，随后通过名称解析该服务时，容器将总返回这个绑定的实例。

$api = new HelpSpot\API(new HttpClient);
$this->app->instance('HelpSpot\Api', $api);

会把对象注册到服务容器的$instnces属性里

［
     'HelpSpot\Api' => $api//$api是API类的对象，这里简写了
 ］

bind

绑定服务到服务容器

有三种绑定方式:

1.绑定自身

$this->app->bind('HelpSpot\API', null);

2.绑定闭包

$this->app->bind('HelpSpot\API', function () {
    return new HelpSpot\API();
});//闭包直接提供类实现方式
$this->app->bind('HelpSpot\API', function ($app) {
    return new HelpSpot\API($app->make('HttpClient'));
});//闭包返回需要依赖注入的类

3. 绑定接口和实现

$this->app->bind('Illuminate\Tests\Container\IContainerContractStub', 'Illuminate\Tests\Container\ContainerImplementationStub');

针对第一种情况，其实在bind方法内部会在绑定服务之前通过getClosure()为服务生成闭包，我们来看一下bind方法源码。

public function bind($abstract, $concrete = null, $shared = false)
{
    $abstract = $this->normalize($abstract);
    
    $concrete = $this->normalize($concrete);
    //如果$abstract为数组类似['Illuminate/ServiceName' => 'service_alias']
    //抽取别名"service_alias"并且注册到$aliases[]中
    //注意：数组绑定别名的方式在5.4中被移除，别名绑定请使用下面的alias方法
    if (is_array($abstract)) {
        list($abstract, $alias) = $this->extractAlias($abstract);

        $this->alias($abstract, $alias);
    }

    $this->dropStaleInstances($abstract);

    if (is_null($concrete)) {
        $concrete = $abstract;
    }
    //如果只提供$abstract，则在这里为其生成concrete闭包
    if (! $concrete instanceof Closure) {
        $concrete = $this->getClosure($abstract, $concrete);
    }

    $this->bindings[$abstract] = compact('concrete', 'shared');

    if ($this->resolved($abstract)) {
        $this->rebound($abstract);
    }
}


protected function getClosure($abstract, $concrete)
{
    // $c 就是$container，即服务容器，会在回调时传递给这个变量
    return function ($c, $parameters = []) use ($abstract, $concrete) {
        $method = ($abstract == $concrete) ? 'build' : 'make';

        return $c->$method($concrete, $parameters);
    };
}

bind把服务注册到服务容器的$bindings属性里类似这样：

$bindings = [
    'HelpSpot\API' =>  [//闭包绑定
        'concrete' => function ($app, $paramters = []) {
            return $app->build('HelpSpot\API');
        },
        'shared' => false//如果是singleton绑定，这个值为true
    ]        
    'Illuminate\Tests\Container\IContainerContractStub' => [//接口实现绑定
        'concrete' => 'Illuminate\Tests\Container\ContainerImplementationStub',
        'shared' => false
    ]
]

singleton

public function singleton($abstract, $concrete = null)
{
    $this->bind($abstract, $concrete, true);
}

singleton 方法是bind方法的变种，绑定一个只需要解析一次的类或接口到容器，然后接下来对于容器的调用该服务将会返回同一个实例

alias

把服务和服务别名注册到容器:

public function alias($abstract, $alias)
{
    $this->aliases[$alias] = $this->normalize($abstract);
}

alias 方法在上面讲bind方法里有用到过，它会把把服务别名和服务类的对应关系注册到服务容器的$aliases属性里。

例如:

$this->app->alias('\Illuminate\ServiceName', 'service_alias');

绑定完服务后在使用时就可以通过

$this->app->make('service_alias');

将服务对象解析出来，这样make的时候就不用写那些比较长的类名称了，对make方法的使用体验上有很大提升。

服务解析

make: 从服务容器中解析出服务对象，该方法接收你想要解析的类名或接口名作为参数

/**
 * Resolve the given type from the container.
 *
 * @param  string  $abstract
 * @param  array   $parameters
 * @return mixed
 */
public function make($abstract, array $parameters = [])
{
    //getAlias方法会假定$abstract是绑定的别名，从$aliases找到映射的真实类型名
    //如果没有映射则$abstract即为真实类型名，将$abstract原样返回
    $abstract = $this->getAlias($this->normalize($abstract));
    // 如果服务是通过instance()方式绑定的，就直接解析返回绑定的service
    if (isset($this->instances[$abstract])) {
        return $this->instances[$abstract];
    }
    // 获取$abstract接口对应的$concrete(接口的实现)
    $concrete = $this->getConcrete($abstract);
    if ($this->isBuildable($concrete, $abstract)) {
        $object = $this->build($concrete, $parameters);
    } else {
        //如果时接口实现这种绑定方式，通过接口拿到实现后需要再make一次才能
        //满足isBuildable的条件 ($abstract === $concrete)
        $object = $this->make($concrete, $parameters);
    }
    foreach ($this->getExtenders($abstract) as $extender) {
        $object = $extender($object, $this);
    }
    //如果服务是以singleton方式注册进来的则，把构建好的服务对象放到$instances里，
    //避免下次使用时重新构建
    if ($this->isShared($abstract)) {
        $this->instances[$abstract] = $object;
    }
    $this->fireResolvingCallbacks($abstract, $object);
    $this->resolved[$abstract] = true;
    return $object;
}
protected function getConcrete($abstract)
{
    if (! is_null($concrete = $this->getContextualConcrete($abstract))) {
        return $concrete;
    }
    // 如果是$abstract之前没有注册类实现到服务容器里，则服务容器会认为$abstract本身就是接口的类实现
    if (! isset($this->bindings[$abstract])) {
        return $abstract;
    }
    return $this->bindings[$abstract]['concrete'];
}
protected function isBuildable($concrete, $abstract)
{        
    return $concrete === $abstract || $concrete instanceof Closure;
}

通过对make方法的梳理我们发现，build方法的职能是构建解析出来的服务的对象的，下面看一下构建对象的具体流程。（构建过程中用到了PHP类的反射来实现服务的依赖注入）

public function build($concrete, array $parameters = [])
{
    // 如果是闭包直接执行闭包并返回（对应闭包绑定）
    if ($concrete instanceof Closure) {
        return $concrete($this, $parameters);
    }
    
    // 使用反射ReflectionClass来对实现类进行反向工程
    $reflector = new ReflectionClass($concrete);
    // 如果不能实例化，这应该是接口或抽象类，再或者就是构造函数是private的
    if (! $reflector->isInstantiable()) {
        if (! empty($this->buildStack)) {
            $previous = implode(', ', $this->buildStack);
            $message = "Target [$concrete] is not instantiable while building [$previous].";
        } else {
            $message = "Target [$concrete] is not instantiable.";
        }
        throw new BindingResolutionException($message);
    }
    $this->buildStack[] = $concrete;
    // 获取构造函数
    $constructor = $reflector->getConstructor();
    // 如果构造函数是空，说明没有任何依赖，直接new返回
    if (is_null($constructor)) {
        array_pop($this->buildStack);
        return new $concrete;
    }
    
    // 获取构造函数的依赖（形参），返回一组ReflectionParameter对象组成的数组表示每一个参数
    $dependencies = $constructor->getParameters();
    $parameters = $this->keyParametersByArgument(
        $dependencies, $parameters
    );
    // 构建构造函数需要的依赖
    $instances = $this->getDependencies(
        $dependencies, $parameters
    );
    array_pop($this->buildStack);
    return $reflector->newInstanceArgs($instances);
}
//获取依赖
protected function getDependencies(array $parameters, array $primitives = [])
{
    $dependencies = [];
    foreach ($parameters as $parameter) {
        $dependency = $parameter->getClass();
        // 某一依赖值在$primitives中(即build方法的$parameters参数)已提供
        // $parameter->name返回参数名
        if (array_key_exists($parameter->name, $primitives)) {
            $dependencies[] = $primitives[$parameter->name];
        } 
        elseif (is_null($dependency)) {
             // 参数的ReflectionClass为null，说明是基本类型，如'int','string'
            $dependencies[] = $this->resolveNonClass($parameter);
        } else {
             // 参数是一个类的对象， 则用resolveClass去把对象解析出来
            $dependencies[] = $this->resolveClass($parameter);
        }
    }
    return $dependencies;
}
//解析出依赖类的对象
protected function resolveClass(ReflectionParameter $parameter)
{
    try {
        // $parameter->getClass()->name返回的是类名（参数在typehint里声明的类型）
        // 然后递归继续make（在make时发现依赖类还有其他依赖，那么会继续make依赖的依赖
        // 直到所有依赖都被解决了build才结束)
        return $this->make($parameter->getClass()->name);
    } catch (BindingResolutionException $e) {
        if ($parameter->isOptional()) {
            return $parameter->getDefaultValue();
        }
        throw $e;
    }
}

服务容器就是laravel的核心， 它通过依赖注入很好的替我们解决对象之间的相互依赖关系，而又通过控制反转让外部来来定义具体的行为（Route, Eloquent这些都是外部模块，它们自己定义了行为规范，这些类从注册到实例化给你使用才是服务容器负责的）。

一个类要被容器所能够提取，必须要先注册至这个容器。既然 laravel 称这个容器叫做服务容器，那么我们需要某个服务，就得先注册、绑定这个服务到容器，那么提供服务并绑定服务至容器的东西，就是服务提供器（ServiceProvider）。服务提供者主要分为两个部分，register（注册） 和 boot（引导、初始化）

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