Unity设计模式之IOC模式

 

本篇unity3d教程我们来学习下IOC设计模式思想在Unity中的应用,下面开始

IOC英文全称:Inversion of Control中文名称:控制反转,它还有个名字叫依赖注入(Dependency Injection)。
作用:将各层的对象以松耦合的方式组织在一起,解耦,各层对象的调用完全面向接口,当系统重构的时候代码的改写量将大大减少。
理解依赖注入:
当一个类的实例需要另一个类的实例协助时,在传统的程序设计过程中,通常有调用者来创建被调用者的实例。然而采用依赖注入的方式,创建被调用者的工作不再由调用者来完成,因此叫控制反转,创建被调用者的实例的工作由IOC容器来完成,然后注入调用者,因此也称为依赖注入。

1.依赖

依赖就是有联系,有地方使用到它就是有依赖它,一个系统不可能完全避免依赖。如果你的一个类或者模块在项目中没有用到它,恭喜你,可以从项目中剔除它或者排除它了,因为没有一个地方会依赖它。下面看一个简单的示例:


/// <summary>
/// 用户播放媒体文件
/// </summary>
public class OperationMain
{

public void PlayMedia()
{
MediaFile _mtype = new MediaFile();
Player _player = new Player();

_player.Play(_mtype);
}
}
/// <summary>
/// 播放器
/// </summary>
public class Player
{
public void Play(MediaFile file)
{
Console.WriteLine(file.FilePath);
}
}
/// <summary>
/// 媒体文件
/// </summary>
public class MediaFile
{
public string FilePath { get; set; }
}

上面是一个用户用播放器播放文件简单示例,用户操作是OperationMain类中的PlayMedia方法,打开一个播放器,选择一个文件来播放。先看看他们之间的依赖关系,可以简单找到有3个依赖

  1. Player依赖MediaFile
  2. OperationMain依赖Player
  3. OperationMain依赖MediaFile

2.依赖倒置

需求增加了,要用不同的播放器,播放不同的文件,我们要抽象出来,减少耦合。

耦合关系就是依赖关系,如果依赖关系相当繁杂,牵一发而动全身,很难维护;依赖关系越少,耦合关系就越低,系统就越稳定,所以我们要减少依赖。

幸亏Robert Martin大师提出了面向对象设计原则—-依赖倒置原则:

  • A. 上层模块不应该依赖于下层模块,它们共同依赖于一个抽象。  
  • B. 抽象不能依赖于具象,具象依赖于抽象。

理解:A.上层是使用者,下层是被使用者,这就导致的结果是上层依赖下层了,下层变动了,自然就会影响到上层了,导致系统不稳定,甚至是牵一发而动全身。那怎么减少依赖呢?就是上层和下层都去依赖另一个抽象,这个抽象比较稳定,整个就来说就比较稳定了。

B.面向对象编程时面向抽象或者面向借口编程,抽象一般比较稳定,实现抽象的具体肯定是要依赖抽象的,抽象不应该去依赖别的具体,应该依赖抽象。

 

上面播放器的示例中,我们已经找到依赖关系了,现在我们要按照依赖倒置原则,来进行优化。

根据原则如下改动:

  • Player依赖MediaFile,好办,让Player和MediaFile都去依赖一个抽象IMediaFile
  • OperationMain依赖Player,好办,让OperationMain和Player都依赖一个抽象IPlayer
  • OperationMain依赖MediaFile,好办,让OperationMain和MediaFile都依赖一个抽象IMediaFile
  • IPlayer不能依赖具体MediaFile,应该依赖于具体MediaFile的抽象IMediaFile

结构很简单,于是代码大致如下:

/// <summary>
/// 用户播放媒体文件
/// </summary>
public class OperationMain
{

public void PlayMedia()
{
IMediaFile _mtype = new MediaFile();
IPlayer _player = new Player();

_player.Play(_mtype);
}
}
/// <summary>
/// 播放器
/// </summary>
public interface IPlayer
{
void Play(IMediaFile file);
}
/// <summary>
/// 默认播放器
/// </summary>
public class Player : IPlayer
{
public void Play(IMediaFile file)
{
Console.WriteLine(file.FilePath);
}
}
/// <summary>
/// 媒体文件
/// </summary>
public interface IMediaFile
{
string FilePath { get; set; }
}
/// <summary>
/// 默认媒体文件
/// </summary>
public class MediaFile : IMediaFile
{
public string FilePath { get; set; }
}

上面代码进行了抽象,可以看到,目的是减少了依赖,但是看上去依赖关系增加了,如用户PlayMedia方法,依赖还增加了依赖接口和具体的实现,但是接口是稳定的,可以不考虑,具体的实现才是变动的,这个依赖还是要的,要播放文件,必定要用到具体的播放器和具体文件。

3.控制反转(IoC)

现实生活中,是具体的播放器和具体的媒体文件没有关系,你给它一个Mp3文件他可以播放,给它一个Mp4文件它也可以播放,你删掉你的媒体文件,播放器照样在,具体什么播放器,播放什么文件,控制权全部是我们用户自己。

上面的示例中基本实现了隔离,具体的播放器跟具体的媒体隔离了,具体的播放器只跟媒体接口和播放器接口有关。但是PlayMedia的方法里面的具体对象,写死了,控制权非常小,如果我想用百度影音播放呢,我想换一首音乐呢,只能重新改代码,那控制怎么进行转移呢?

我们可以通过反射来创建,把具体的文件名写在配置文件里,这时候客户端代码也不用变了,只需要改配置文件就好了,稳定性又有了提高,如下:

public void PlayMedia()
{
IMediaFile _mtype = Assembly.Load(ConfigurationManager.AppSettings["AssemName"]).CreateInstance(ConfigurationManager.AppSettings["MediaName"]);
IPlayer _player = Assembly.Load(ConfigurationManager.AppSettings["AssemName"]).CreateInstance(ConfigurationManager.AppSettings["PlayerName"]);

_player.Play(_mtype);
}

这个具对象是哪一个,全由配置文件来控制了,这个具体对象的控制权交给了配置文件了,这也是人们常说的控制反转。

控制反转IoC是Inversion of Control的缩写,是说对象的控制权进行转移,转移到第三方,比如转移交给了IoC容器,它就是一个创建工厂,你要什么对象,它就给你什么对象,有了IoC容器,依赖关系就变了,原先的依赖关系就没了,它们都依赖IoC容器了,通过IoC容器来建立它们之间的关系。

4.依赖注入(DI)

上面说到控制反转,是一个思想概念,但是也要具体实现的,上面的配置文件也是一种实现方式。依赖注入提出了具体的思想。

依赖注入DI是Dependency Injection缩写,它提出了“哪些东东的控制权被反转了,被转移了?”,它也给出了答案:“依赖对象的创建获得被反转”。

所谓依赖注入,就是由IoC容器在运行期间,动态地将某种依赖关系注入到对象之中。

上面的示例中,哪些要依赖注入,依赖对象需要获得实例的地方,即 PlayMedia方法,需要IPlayer具体对象和IMediaFile的具体对象,找到了地方就从这里下手,为了灵活的控制这两个对象,必须是外面能够控制着两个对象的实例化,提供对外的操作是必要的,可以是属性,可以是方法,可以是构造函数,总之别的地方可以控制它,下面将会使用Unity来注入,使用的是构造函数注入,代码如下:

/// <summary>
/// 用户播放媒体文件
/// </summary>
public class OperationMain
{
IMediaFile _mtype;
IPlayer _player;

public OperationMain(IPlayer player, IMediaFile mtype)
{
_player = player;
_mtype = mtype;
}

public void PlayMedia()
{
_player.Play(_mtype);
}
}
/// <summary>
/// 播放器
/// </summary>
public interface IPlayer
{
void Play(IMediaFile file);
}
/// <summary>
/// 默认播放器
/// </summary>
public class Player : IPlayer
{
public void Play(IMediaFile file)
{
Console.WriteLine(file.FilePath);
}
}
/// <summary>
/// 媒体文件
/// </summary>
public interface IMediaFile
{
string FilePath { get; set; }
}
/// <summary>
/// 默认媒体文件
/// </summary>
public class MediaFile : IMediaFile
{
public string FilePath { get; set; }
}

给 OperationMain类一个构造函数,因为Unity有一个构造函数注入,调用代码如下:

static UnityContainer container = new UnityContainer();
static void init()
{
container.RegisterType<IPlayer, Player>();
container.RegisterType<IMediaFile, MediaFile>();
}
static void Main(string[] args)
{

init();

OperationMain op1 = container.Resolve<OperationMain>();
op1.PlayMedia();
OperationMain op3 = container.Resolve<OperationMain>();
op3.PlayMedia();

//普通方式
OperationMain op2 = new OperationMain(new Player(), new MediaFile());
op2.PlayMedia();

Console.Read();
}

看出来吧,IOC的功能远不止这些,你可以初始化时注册N多,以后直接使用,而不用使用new,还有实例周期的控制、配置文件等灵活控制!,好了,本篇Unity3d教程到此结束,下篇我们再会!