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一. 概述

Guice是一个轻量级的DI框架。本文对Guice的基本用法作以介绍。

本文的所有例子基于Guice 3.0

本文的很多代码来源于Guice主页：http://code.google.com/p/google-guice/wiki/GettingStarted

考虑到是入门介绍，本文中并未涉及到AOP相关内容，如有需要还请参考上面链接。

二. 举例说明Guice的用法

Guice本身只是一个轻量级的DI框架，首先我们通过一个例子来看看怎么使用Guice。

首先有一个需要被实现的接口：

public interface BillingService {

  /**
   * Attempts to charge the order to the credit card. Both successful and
   * failed transactions will be recorded.
   *
   * @return a receipt of the transaction. If the charge was successful, the
   *      receipt will be successful. Otherwise, the receipt will contain a
   *      decline note describing why the charge failed.
   */
  Receipt chargeOrder(PizzaOrder order, CreditCard creditCard);
}

然后，有一个实现该接口的实现类：

class RealBillingService implements BillingService {
  private final CreditCardProcessor processor;
  private final TransactionLog transactionLog;

  @Inject
  RealBillingService(CreditCardProcessor processor,
      TransactionLog transactionLog) {
    this.processor = processor;
    this.transactionLog = transactionLog;
  }

  @Override
  public Receipt chargeOrder(PizzaOrder order, CreditCard creditCard) {
    ...
  }
}

现在接口有了，实现类也有了，接下来就是如何将接口和实现类关联的问题了，在Guice中需要定义Module来进行关联

public class BillingModule extends AbstractModule {
  @Override
  protected void configure() {

     /*
      * This tells Guice that whenever it sees a dependency on a TransactionLog,
      * it should satisfy the dependency using a DatabaseTransactionLog.
      */
    bind(TransactionLog.class).to(DatabaseTransactionLog.class);

     /*
      * Similarly, this binding tells Guice that when CreditCardProcessor is used in
      * a dependency, that should be satisfied with a PaypalCreditCardProcessor.
      */
    bind(CreditCardProcessor.class).to(PaypalCreditCardProcessor.class);
  }
}

好了，现在万事俱备，就让我们一起看看怎么使用Guice进行依赖注入吧：

public static void main(String[] args) {
   /*
    * Guice.createInjector() takes your Modules, and returns a new Injector
    * instance. Most applications will call this method exactly once, in their
    * main() method.
    */
   Injector injector = Guice.createInjector(new BillingModule());

   /*
    * Now that we've got the injector, we can build objects.
    */
   RealBillingService billingService = injector.getInstance(RealBillingService.class);
   ...
 }

以上就是使用Guice的一个完整的例子，很简单吧，不需要繁琐的配置，只需要定义一个Module来表述接口和实现类，以及父类和子类之间的关联关系的绑定。本文不对比guice和spring，只是单纯介绍Guice的用法。

三. 绑定方式的介绍

从上面我们可以看出，其实对于Guice而言，程序员所要做的，只是创建一个代表关联关系的Module，然后使用这个Module即可得到对应关联的对象。因此，主要的问题其实就是在如何关联实现类和接口（子类和父类）。

 

1. 在自定义的Module类中进行绑定

1.1 在configure方法中绑定

1.1.1 链式绑定

链式绑定是最简单，最直接，也是使用最多的绑定方式。

 

protected void configure() {
  bind(TransactionLog.class).to(DatabaseTransactionLog.class);
}

就是直接把一种类型的class对象绑定到另外一种类型的class对象，这样，当外界获取TransactionLog时，其实返回的就是一个DatabaseTransactionLog对象。当然，链式绑定也可以串起来，如：

protected void configure() {
  bind(TransactionLog.class).to(DatabaseTransactionLog.class);
  bind(DatabaseTransactionLog.class).to(MySqlDatabaseTransactionLog.class);
}

这样，当外界请求TransactionLog时，其实返回的就会是一个MySqlDatabaseTransactionLog对象。

 

1.1.2 注解（Annotations）绑定

链式绑定针对于同样的类型都绑定到同一种目标类型时，非常好用，但是对于一个接口有多种实现的时候，链式绑定就不好区分该用哪种实现了。可以把Annotations绑定方式看作是链式绑定的一种扩展，专门用来解决这种同一个接口有多种实现的问题。Annotations绑定又可以分为两种，一种是需要自己写Annotations，另外一种则简化了一些。

1.1.2.1 自己写Annotations的方式

首先，写一个注解

import com.google.inject.BindingAnnotation;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.Retention;
import static java.lang.annotation.RetentionPolicy.RUNTIME;
import static java.lang.annotation.ElementType.PARAMETER;
import static java.lang.annotation.ElementType.FIELD;
import static java.lang.annotation.ElementType.METHOD;

@BindingAnnotation @Target({ FIELD, PARAMETER, METHOD }) @Retention(RUNTIME)
public @interface PayPal {}

然后，使用这个注解去修饰目标字段或参数，如：

public class RealBillingService implements BillingService {

  @Inject
  public RealBillingService(@PayPal CreditCardProcessor processor,
      TransactionLog transactionLog) {
    ...
  }
｝

或

public class RealBillingService implements BillingService {
  @Inject
  @Www
  private CreditCardProcessor processor;
  ...
}

最后，在我们进行链式绑定时，就可以区分一个接口的不同实现了，如：

 

bind(CreditCardProcessor.class)
    .annotatedWith(PayPal.class)
    .to(PayPalCreditCardProcessor.class);

这样，被Annotations 

PayPal修饰的CreditCardProcessor就会被绑定到目标实现类PayPalCreditCardProcessor。如果有其他的实现类，则可把用不同Annotations修饰的CreditCardProcessor绑定到不同的实现类

 

1.1.2.2 使用@Named的方式

使用@Named的方式和上面自己写Annotation的方式很类似，只不过做了相应的简化，不再需要自己去写Annotation了。

public class RealBillingService implements BillingService {

  @Inject
  public RealBillingService(@Named("Checkout") CreditCardProcessor processor,
      TransactionLog transactionLog) {
    ...
  }

直接使用@Named修饰要注入的目标，并起个名字，下面就可以把用这个名字的注解修饰的接口绑定到目标实现类了

bind(CreditCardProcessor.class)
    .annotatedWith(Names.named("Checkout"))
    .to(CheckoutCreditCardProcessor.class);

 

1.1.3 实例绑定

上面介绍的链式绑定是把接口的class对象绑定到实现类的class对象，而实例绑定则可以看作是链式绑定的一种特例，它直接把一个实例对象绑定到它的class对象上。

 

bind(String.class)
    .annotatedWith(Names.named("JDBC URL"))
    .toInstance("jdbc:mysql://localhost/pizza");
bind(Integer.class)
    .annotatedWith(Names.named("login timeout seconds"))
    .toInstance(10);

 

需要注意的是，实例绑定要求对象不能包含对自己的引用。并且，尽量不要对那种创建实例比较复杂的类使用实例绑定，否则会让应用启动变慢

1.1.4 Provider绑定

在下面会介绍基于@Provides方法的绑定。其实Provider绑定是基于@Provides方法绑定的后续发展，所以应该在介绍完基于@Provides方法绑定之后再来介绍，不过因为Provider绑定也是在configure方法中完成的，而本文又是按照绑定的位置来组织的，因为就把Provider绑定放在这了，希望大家先跳到后面看过基于@Provides方法的绑定再回来看这段。

在使用基于@Provides方法绑定的过程中，如果方法中创建对象的过程很复杂，我们就会考虑，是不是可以把它独立出来，形成一个专门作用的类。Guice提供了一个接口：

public interface Provider {
  T get();
}

实现这个接口，我们就会得到专门为了创建相应类型对象所需的类：

public class DatabaseTransactionLogProvider implements Provider {
  private final Connection connection;

  @Inject
  public DatabaseTransactionLogProvider(Connection connection) {
    this.connection = connection;
  }

  public TransactionLog get() {
    DatabaseTransactionLog transactionLog = new DatabaseTransactionLog();
    transactionLog.setConnection(connection);
    return transactionLog;
  }
}

这样以来，我们就可以在configure方法中，使用toProvider方法来把一种类型绑定到具体的Provider类。当需要相应类型的对象时，Provider类就会调用其get方法获取所需的对象。

其实，个人感觉在configure方法中使用Provider绑定和直接写@Provides方法所实现的功能是没有差别的，不过使用Provider绑定会使代码更清晰。而且当提供对象的方法中也需要有其他类型的依赖注入时，使用Provider绑定会是更好的选择。

1.1.5 无目标绑定

无目标绑定是链接绑定的一种特例，在绑定的过程中不指明目标，如：

bind(MyConcreteClass.class);
bind(AnotherConcreteClass.class).in(Singleton.class);

如果使用注解绑定的话，就不能用无目标绑定，必须指定目标，即使目标是它自己。如：

 

bind(MyConcreteClass.class).annotatedWith(Names.named("foo")).to(MyConcreteClass.class);
bind(AnotherConcreteClass.class).annotatedWith(Names.named("foo")).to(AnotherConcreteClass.class).in(Singleton.class);

 

无目标绑定，主要是用于与被@ImplementedBy 或者 @ProvidedBy修饰的类型一起用。如果无目标绑定的类型不是被@ImplementedBy 或者 @ProvidedBy修饰的话，该类型一定不能只提供有参数的构造函数，要么不提供构造函数，要么提供的构造函数中必须有无参构造函数。因为guice会默认去调用该类型的无参构造函数。

1.1.6 指定构造函数绑定

在configure方法中，将一种类型绑定到另外一种类型的过程中，指定目标类型用那种构造函数生成对象。

public class BillingModule extends AbstractModule {
  @Override
  protected void configure() {
    try {
      bind(TransactionLog.class).toConstructor(
          DatabaseTransactionLog.class.getConstructor(DatabaseConnection.class));
    } catch (NoSuchMethodException e) {
      addError(e);
    }
  }
}

这种绑定方式主要用于不方便用注解@Inject修饰目标类型的构造函数的时候。比如说目标类型是第三方提供的类型，或者说目标类型中有多个构造函数，并且可能会在不同情况采用不同的构造函数。

 

1.1.7 Built-in绑定

Built-in绑定指的是不用程序员去指定，Guice会自动去做的绑定。目前，Guice所支持的Built-in绑定只有对java.util.logging.Logger的绑定。个人感觉，所谓的Built-in绑定，只是在比较普遍的东西上为大家带来方便的一种做法。

@Singleton
public class ConsoleTransactionLog implements TransactionLog {

  private final Logger logger;

  @Inject
  public ConsoleTransactionLog(Logger logger) {
    this.logger = logger;
  }

  public void logConnectException(UnreachableException e) {
    /* the message is logged to the "ConsoleTransacitonLog" logger */
    logger.warning("Connect exception failed, " + e.getMessage());
  }

1.2 在@Provides方法中进行绑定

当你只是需要在需要的时候，产生相应类型的对象的话，@Provides Methods是个不错的选择。方法返回的类型就是要绑定的类型。这样当需要创建一个该类型的对象时，该provide方法会被调用，从而得到一个该类型的对象。

 

public class BillingModule extends AbstractModule {
  @Override
  protected void configure() {
    ...
  }

  @Provides
  TransactionLog provideTransactionLog() {
    DatabaseTransactionLog transactionLog = new DatabaseTransactionLog();
    transactionLog.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost/pizza");
    transactionLog.setThreadPoolSize(30);
    return transactionLog;
  }
}

需要注意的是Provide方法必须被@Provides所修饰。同时，@Provides方法绑定方式是可以和上面提到的注解绑定混合使用的，如：

@Provides @PayPal
CreditCardProcessor providePayPalCreditCardProcessor(
    @Named("PayPal API key") String apiKey) {
  PayPalCreditCardProcessor processor = new PayPalCreditCardProcessor();
  processor.setApiKey(apiKey);
  return processor;
}

这样一来，只有被@PayPal修饰的CreditCardProcessor对象才会使用provide方法来创建对象，同时

 

 

2. 在父类型中进行绑定

2.1 @ImplementedBy

在定义父类型的时候，直接指定子类型的方式。

这种方式其实和链式绑定的效果是完全一样的，只是声明绑定的位置不同。

和链式绑定不同的是它们的优先级，@ImplementedBy实现的是一种default绑定，当同时存在@ImplementedBy和链式绑定时，链式绑定起作用。

@ImplementedBy(PayPalCreditCardProcessor.class)
public interface CreditCardProcessor {
  ChargeResult charge(String amount, CreditCard creditCard)
      throws UnreachableException;
}

等价于：

bind(CreditCardProcessor.class).to(PayPalCreditCardProcessor.class);

2.2 @ProvidedBy

在定义类型的时候直接指定子类型的Provider类。

@ProvidedBy(DatabaseTransactionLogProvider.class)
public interface TransactionLog {
  void logConnectException(UnreachableException e);
  void logChargeResult(ChargeResult result);
}

等价于:

bind(TransactionLog.class)
    .toProvider(DatabaseTransactionLogProvider.class);

并且，和@ImplementedBy类似，@ProvidedBy的优先级也比较低，是一种默认实现，当@ProvidedBy和toProvider函数两种绑定方式并存时，后者有效。

3. 在子类型中进行注入

3.1 构造函数注入

在构造函数绑定中，Guice要求目标类型要么有无参构造函数，要么有被@Inject注解修饰的构造函数。这样，当需要创建该类型的对象时，Guice可以帮助进行相应的绑定，从而生成对象。在Guice创建对象的过程中，其实就是调用该类型被@Inject注解修饰的构造函数，如果没要@Inject注解修饰的构造函数，则调用无参构造函数。在使用构造函数绑定时，无需再在Module中定义任何绑定关系。

这里需要注意的是，Guice在创建对象的过程中，无法初始化该类型的内部类（除非内部类有static修饰符），因为内部类会有隐含的对外部类的引用，Guice无法处理。

 

public class PayPalCreditCardProcessor implements CreditCardProcessor {
  private final String apiKey;

  @Inject
  public PayPalCreditCardProcessor(@Named("PayPal API key") String apiKey) {
    this.apiKey = apiKey;
  }

 

3.2 属性注入

属性绑定的目的是告诉Guice，当创建该类型的对象时，哪些属性也需要进行依赖注入。用一个例子来看：

首先，有一个接口：

package guice.test;

import com.google.inject.ImplementedBy;;

@ImplementedBy (SayHello.class)
public interface Talk {
    public void sayHello();
}

该接口指明了它的实现类SayHello

package guice.test;

public class SayHello implements Talk{
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("Say Hello!");

    }
}

接下来就是属性注入的例子：

package guice.test;

import com.google.inject.Inject;

public class FieldDI {
    @Inject
    private Talk bs;

    public Talk getBs() {
        return bs;
    }
}

这里面，指明熟悉Talk类型的bs将会被注入。使用的例子是：

package guice.test;

import com.google.inject.Guice;
import com.google.inject.Injector;

public class Test {
     public static void main(String[] args) {

            Injector injector = Guice.createInjector(new BillingModule());


            FieldDI fdi = injector.getInstance(FieldDI.class);
            fdi.getBs().sayHello();
          }
}

如果我们没有用@Inject修饰Talk bs的话，就会得到如下错误：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

如果我们用@Inject修饰Talk bs了，但是Talk本身没有被@ImplementedBy修饰的话，会得到如下错误：

Exception in thread "main" com.google.inject.ConfigurationException: Guice configuration errors:

1) No implementation for guice.test.Talk was bound.
  while locating guice.test.Talk
    for field at guice.test.FieldDI.bs(FieldDI.java:5)
  while locating guice.test.FieldDI

1 error
    at com.google.inject.internal.InjectorImpl.getProvider(InjectorImpl.java:1004)
    at com.google.inject.internal.InjectorImpl.getProvider(InjectorImpl.java:961)
    at com.google.inject.internal.InjectorImpl.getInstance(InjectorImpl.java:1013)
    at guice.test.Test.main(Test.java:24)

另外，属性注入的一种特例是注入provider。如：

public class RealBillingService implements BillingService {
  private final Provider processorProvider;
  private final Provider transactionLogProvider;

  @Inject
  public RealBillingService(Provider processorProvider,
      Provider transactionLogProvider) {
    this.processorProvider = processorProvider;
    this.transactionLogProvider = transactionLogProvider;
  }

  public Receipt chargeOrder(PizzaOrder order, CreditCard creditCard) {
    CreditCardProcessor processor = processorProvider.get();
    TransactionLog transactionLog = transactionLogProvider.get();

    /* use the processor and transaction log here */
  }
}

其中，Provider的定义如下：

public interface Provider {
  T get();
}

 

3.3 Setter方法注入

有了上面的基础我们再来看Setter注入就非常简单了，只不过在setter方法上增加一个@Inject注解而已。 还是上面的例子，只是有一点修改：

package guice.test;

import com.google.inject.Inject;

public class FieldDI {

    @Inject
    public void setBs(Talk bs) {
        this.bs = bs;
    }

    private Talk bs;

    public Talk getBs() {
        return bs;
    }
}

 

四. 对象产生的Scopes

在默认情况下，每次通过Guice去请求对象时，都会得到一个新的对象，这种行为是通过Scopes去配置的。

Scope的配置使得我们重用对象的需求变得可能。目前，Guice支持的Scope有@Singleton, @SessionScoped, @RequestScoped。

同样，程序员也可以自定义自己的Scope，本文不涉及自定义scope，如果有兴趣，请参考：http://code.google.com/p/google-guice/wiki/CustomScopes

下面我们就以@Singleton举例说明怎么来告诉Guice我们要以@Singleton的方式产生对象：1. 在定义子类型时声明

@Singleton
public class InMemoryTransactionLog implements TransactionLog {
  /* everything here should be threadsafe! */
}

2.在module的configure方法中做绑定时声明

bind(TransactionLog.class).to(InMemoryTransactionLog.class).in(Singleton.class);

3.在module的Provides方法里声明

@Provides @Singleton
TransactionLog provideTransactionLog() {
  ...
}

这里有一点需要注意的是，如果发生下面的情况：

bind(Bar.class).to(Applebees.class).in(Singleton.class);
bind(Grill.class).to(Applebees.class).in(Singleton.class);

这样一共会生成2个Applebees对象，一个给Bar用，一个给Grill用。如果在上面的配置的情况下，还有下面的配置，

bind(Applebees.class).in(Singleton.class);

这样一来，Bar和Grill就会共享同样的对象了。

 

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