Angular.JS学习之依赖注入$injector详析

前言
在依赖注入（IoC）之前，我们在程序中需要创建一个对象很简单也很直接，就是在代码中new Object即可，有我们自己负责创建、维护、修改和删除，也就是说，我们控制了对象的整个生命周期，直到对象没有被引用，被回收。诚然，当创建或者维护的对象数量较少时，这种做法无可厚非，但是当一个大项目中需要创建大数量级的对象时，仅仅依靠程序员来进行维护所有对象，这是难以做到的，特别是如果想在程序的整个生命周期内复用一些对象，我们需要自己写一个缓存模块对所有对象进行缓存，这加大了复杂度。当然，IoC的好处并不仅限于此，它也降低了对依赖的耦合度，不必在代码中进行引用或者传参即可操作依赖。
在js中，我们可以这样引入依赖
1、使用全局变量引用

2、在需要的地方通过函数参数传递

使用全局变量的坏处自不必说，污染了全局的名字空间，而通过函参传递引用，也可以通过两种方法实现：
1、闭包传递

2、后台解析出依赖对象，并通过Function.prototype.call进行传参

而在AngularJS中，依赖注入是通过后者实现的，接下来的几节将会介绍IoC模块的具体实现。
获取依赖

var FN_ARGS = /^functions*[^（]*（s*（[^）]*））/m;var FN_ARG_SPLIT = /,/; // 获取服务名var FN_ARG = /^s*（_?）（S+?）1s*$/;var STRIP_COMMENTS = /（（//.*$）|（/*[sS]*?*/））/mg;var $injectorMinErr = minErr（"$injector"）;function anonFn（fn） { // For anonymous functions, showing at the very least the function signature can help in // debugging. var fnText = fn.toString（）.replace（STRIP_COMMENTS, ""）,args = fnText.match（FN_ARGS）; if （args） { return "function（" + （args[1] || ""）.replace（/[s
]+/, " "） + "）"; } return "fn";}function annotate（fn, strictDi, name） { var $inject,fnText,argDecl,last; if （typeof fn === "function"） { if （！（$inject = fn.$inject）） {$inject = [];if （fn.length） {if （strictDi） { if （！isString（name） || ！name） { name = fn.name || anonFn（fn）; } throw $injectorMinErr（"strictdi", "{0} is not using explicit annotation and cannot be invoked in strict mode", name）;}fnText = fn.toString（）.replace（STRIP_COMMENTS, ""）;argDecl = fnText.match（FN_ARGS）;forEach（argDecl[1].split（FN_ARG_SPLIT）, function（arg） { arg.replace（FN_ARG, function（all, underscore, name） { $inject.push（name）; }）;}）;}fn.$inject = $inject; } } else if （isArray（fn）） { last = fn.length - 1; assertArgFn（fn[last], "fn"）; $inject = fn.slice（0, last）; } else { assertArgFn（fn, "fn", true）; } return $inject;}

annotate函数通过对入参进行针对性分析，若传递的是一个函数，则依赖模块作为入参传递，此时可通过序列化函数进行正则匹配，获取依赖模块的名称并存入$inject数组中返回，另外，通过函数入参传递依赖的方式在严格模式下执行会抛出异常；第二种依赖传递则是通过数组的方式，数组的最后一个元素是需要使用依赖的函数。annotate函数最终返回解析的依赖名称。
注入器的创建
AngularJS的API也提供了injector部分，通过injector部分，通过injector可以使用get,has,instantiate,invoke以及上节提到的annotate等方法，通过源码可以更清晰的理解。

function createInternalInjector（cache, factory） { // 对服务注入器 providerInjector而言，只根据服务名获取服务，factory会抛出异常 function getService（serviceName, caller） {if （cache.hasOwnProperty（serviceName）） {if （cache[serviceName] === INSTANTIATING） { throw $injectorMinErr（"cdep", "Circular dependency found: {0}", serviceName + " <- " + path.join（" <- "））;}return cache[serviceName];} else {try { path.unshift（serviceName）; cache[serviceName] = INSTANTIATING; return cache[serviceName] = factory（serviceName, caller）;} catch （err） { if （cache[serviceName] === INSTANTIATING） { delete cache[serviceName]; } throw err;} finally { path.shift（）;}} } function invoke（fn, self, locals, serviceName） {if （typeof locals === "string"） {serviceName = locals;locals = null;}var args = [], // 解析并获取注入服务列表 $inject = annotate（fn, strictDi, serviceName）, length, i, key;for （i = 0, length = $inject.length; i < length; i++） {key = $inject[i];if （typeof key ！== "string"） { throw $injectorMinErr（"itkn", "Incorrect injection token！ Expected service name as string, got {0}", key）;}// 注入的服务作为参数传入args.push（ locals && locals.hasOwnProperty（key） ? locals[key] : getService（key, serviceName））;}if （isArray（fn）） {fn = fn[length];}// http://jsperf.com/angularjs-invoke-apply-vs-switch// #5388return fn.apply（self, args）; } function instantiate（Type, locals, serviceName） {// Check if Type is annotated and use just the given function at n-1 as parameter// e.g. someModule.factory（"greeter", ["$window", function（renamed$window） {}]）;// Object creation: http://jsperf.com/create-constructor/2var instance = Object.create（（isArray（Type） ? Type[Type.length - 1] : Type）.prototype）;var returnedValue = invoke（Type, instance, locals, serviceName）;return isObject（returnedValue） || isFunction（returnedValue） ? returnedValue : instance; } return {invoke: invoke,instantiate: instantiate,get: getService,annotate: annotate,has: function（name） {return providerCache.hasOwnProperty（name + providerSuffix） || cache.hasOwnProperty（name）;} }; }

createInternalInjector方法创建$injector对象，传递的参数分别为缓存对象和工厂函数。在具体实现中，AngularJS创建了两个injector对象--providerInjector和instanceInjector（这两个对象的不同主要是createInternalInjector方法传递的缓存对象不同），而通过angular.injector（）导出的就是instanceInjector。对于providerInjector，主要用来获取服务的提供者，即serviceProvider。而对于instanceInjector而言，主要用于执行从providerInjector获取的provider对象的$get方法，生产服务对象（依赖），并将服务对象传递给相应的函数，完成IoC。
首先从get方法说起，get方法主要获取指定名称的服务，通过angular的injector方法获取的是instanceInjector，而当缓存中没有该服务对象（依赖）时，我们需要执行factory（serviceName, caller）方法，我们看看对于的factory函数：

instanceInjector = （instanceCache.$injector = createInternalInjector（instanceCache, function（serviceName, caller） { var provider = providerInjector.get（serviceName + providerSuffix, caller）; return instanceInjector.invoke（provider.$get, provider, undefined, serviceName）; }））;

红色部分即为factory函数，它显示通过providerInjector获取相应服务的提供者serviceProvider,然后调用instanceInjector的invoke方法在serviceProvider上下文执行serviceProvider的$get方法，返回服务对象并保存在缓存中。这样，便完成了服务对象（依赖）的获取和缓存。
invoke方法也很简单，它的入参分别问fn, self, locals, serviceName，即要执行的函数，函数执行的上下文，提供的options选项和服务名。首先获取函数的所有依赖名，通过annotate方法完成之后，如果options中提供了对于名称的依赖，则使用，否则通过get方法获取依赖，最后传入函数，并将函数的执行结果返回。invoke返回的结果往往是一个服务对象。
instantiate方法主要根据提供的构造函数创建一个示例，用作依赖或提供服务。值得一提的是并没有通过new关键字创建对象，而是通过ECMA5提供的Object.create来继承函数的原型对象实现，非常巧妙。
has方法则是相继判断serviceProvider和service是否存在于缓存中。
至此，$injector对象创建完毕。
注册服务（依赖）
服务不可能凭空而来，我们需要自己实现或者外部引入服务或依赖。所以，注册服务的模块也是值得深究的。AngularJS提供了多种注册服务的API，但是我们着重关注的是provider方法，其他factory，service方法都是基于此进行构建的。
这些方法（provider，factory等）绑定在providerCache.provide对象上，而我们通过angular.module（′app′,[]）.provider（...）方式调用的provider函数，会在module加载期间将调用（该调用抽象成一个数组，即［provider,method,arguments］）绑定在内部的invokeQueue数组中，最终在providerCache.provide对象上，而我们通过angular.module（′app′,[]）.provider（...）方式调用的provider函数，会在module加载期间将调用（该调用抽象成一个数组，即［provider,method,arguments］）绑定在内部的invokeQueue数组中，最终在providerCache.provide对象上调用provider方法，其他的controller，directive等方法类似，不过是绑定在providerCache.controllerProvider,providerCache.controllerProvider,providerCache.compileProvider对象上。

function provider（name, provider_） { assertNotHasOwnProperty（name, "service"）; if （isFunction（provider_） || isArray（provider_）） {provider_ = providerInjector.instantiate（provider_）; } if （！provider_.$get） {throw $injectorMinErr（"pget", "Provider "{0}" must define $get factory method.", name）; } return providerCache[name + providerSuffix] = provider_; } function enforceReturnValue（name, factory） { return function enforcedReturnValue（） {var result = instanceInjector.invoke（factory, this）;if （isUndefined（result）） {throw $injectorMinErr（"undef", "Provider "{0}" must return a value from $get factory method.", name）;}return result; }; } function factory（name, factoryFn, enforce） { return provider（name, {$get: enforce ！== false ? enforceReturnValue（name, factoryFn） : factoryFn }）; } function service（name, constructor） { return factory（name, ["$injector", function（$injector） {return $injector.instantiate（constructor）; }]）; } function value（name, val） { return factory（name, valueFn（val）, false）; } function constant（name, value） { assertNotHasOwnProperty（name, "constant"）; providerCache[name] = value; instanceCache[name] = value; } // 在服务实例化之后进行调用（拦截），拦截函数中注入实例化的服务，可以修改，扩展替换服务。 function decorator（serviceName, decorFn） { var origProvider = providerInjector.get（serviceName + providerSuffix）,orig$get = origProvider.$get; origProvider.$get = function（） {var origInstance = instanceInjector.invoke（orig$get, origProvider）;return instanceInjector.invoke（decorFn, null, {$delegate: origInstance}）; }; }

provider方法需要两个参数，一个是服务名（依赖名），另外是工厂方法或者是一个包含依赖和工厂方法的数组。首先通过providerInjector创建工厂方法的一个实例，并添加到providerCache中，返回。
factory方法只是将第二个参数封装成了一个包含$get方法的对象，即serviceProvider，缓存。并不复杂。
而service方法则嵌套注入了$injector服务，即instanceInjector，它会创建构造函数的实例，作为服务对象。
value方法仅仅封装了一个provider，其$get方法返回value值。
constant方法则将value的值分别存入providerCache和instanceCache中，并不需要invoke获取其value值。
而比较特殊且扩展性较高的decorator方法，是在serviceProvider的get方法后面添加一个拦截函数，并通过传递依赖get方法后面添加一个拦截函数，并通过传递依赖delegate来获取原先invoke $get方法返回的服务对象。我们可以通过decorator来对服务进行扩展，删除等操作。
流程
最后，在基本的实现已经完成的基础上，我们走一遍具体的注入流程，更易于我们的深入理解。

angular.module（"app",[]）.provider（"locationService",function（）{... }） .controller（"WeatherController",function（$scope,locationService,$location）{locationService.getWeather（） .then（function（data）{$scope.weather = data; },function（e）{console.log（"error message: "+ e.message） }）; }）

我们不关心具体的代码实现，仅仅使用上述代码作为演示。
首先确定AngularJS上下文的范围，并且获取依赖模块（在此处为空）；
继续注册服务（依赖），将serviceProvider缓存至providerCache中；
声明控制器；
在此获取injector示例，通过执行invoke函数，获取[“injector示例，通过执行invoke函数，获取[“scope”，”locationService”,”location”]依赖列表，通过location”]依赖列表，通过injector的get方法获取相应的依赖对象。对于scope和scope和location服务而言，在AngularJS初始化时已经注入到Angular中，因此可以获取相应的provider对象，执行相关的方法返回scope和scope和location对象，而locationService则在provider中进行了声明，因此获取到locationServiceProvider对象，通过调用instanceInjector.invoke（locationServiceProvider.$get, locationServiceProvider, undefined, “locationService”）返回locationService对象。
最后将所有的依赖组装成数组[scope,locationService,scope,locationService,location]作为参数传递给匿名函数执行。
总结
至此，依赖注入完成。大家对依赖注入$injector有没有进一步的了解呢？以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。