一、什么是依賴注入

控制反轉（IoC）

控制反轉的概念最早在2004年由Martin Fowler提出，是針對面向對象設計不斷復雜化而提出的一種設計原則，是利用面向對象編程法則來降低應用耦合的設計模式。

IoC強調的是對代碼引用的控制權由調用方轉移到了外部容器，在運行是通過某種方式注入進來，實現了控制反轉，這大大降低了程序之間的耦合度。依賴注入是最常用的一種實現IoC的方式，另一種是依賴查找。

依賴注入（Dependency Injection）

當然，按照慣例我們應該舉個例子， 哦對，我們主要說明的是依賴注入，依賴查找請自行查閱資料。

假設我們有一個能做漢堡的設備(HRobot)，需要用肉（meat）和一些沙拉（salad）作為原料，我們可以這樣實現：

export class HRobot {
    public meat: Meat;
    public salad: Salad;
    constructor() {
        this.meat = new Meat();
        this.salad = new Salad();
    }
    cook() {}
}

看一下好像沒有什么問題，可能你已經發現，我們的原材料都是放在機器里面的，如果我們想吃別的口味的漢堡恐怕就要去鄉村基了。
為了可以吃到別的口味的漢堡，我們不得不改造一下我們的HRobot:

export class HRobot {
    public meat: Meat;
    public salad: Salad;
    constructor(public meat: Meat, public salad: Salad) {
        this.meat = meat;
        this.salad = salad;
    }
    cook() {}
}

現在，只要要直接給它meat和salad就好了，我們的HRobot()并不需要知道給它的是什么樣的meat：

let hRobot = new HRobot(new Meat(), new Salad());

比如，我們想吃雞肉漢堡，只需要給它一塊雞肉就好：

class Chicken extends Meat {
    meat = 'chiken';
}

let cRobot = new HRobot(new Chicken(), new Salad());

感覺還不錯，我們再也不會為了吃一個雞肉漢堡大費周章的去改造一臺機器，這太不可思議了。

我可能想到了，你還是懶得弄塊雞肉給它，這時候可以使用工廠函數:

export class HRobotFactory {
    createHRobot() {
        let robot = new HRobot(this.createMeat(), this.createSalad());
    }
    
    createMeat() {
        return new Meat();
    }
    
    creatSalad() {
        return new Salad();
    }
}

現在有了工廠，就有源源不斷的漢堡可以吃了，開不開心，驚不驚喜？
好吧，沒有最懶，只有更懶，連工廠都懶得管理我也是無話可說，幸運的是我們有Angular提供的依賴注入框架，它可以讓你伸手就有漢堡吃！

二、 Angular依賴注入

在介紹Angular依賴注入之前，先來理一下三個概念：

• 注入器（Injector）：就想制造工廠，提供了一系列的接口，用于創建依賴對象的實例。
• 提供商（Provider）：用于配置注入器，注入器通過它來創建被依賴對象的實例，Provider把令牌(Token)映射到工廠方法，被依賴的對象就是通過這個方法創建的。
• 依賴（Denpendence）：指定了被依賴對象的類型，注入器會根據此類型創建對應的對象。

說了半天到底是什么樣的？

依賴注入簡單圖示

用代碼示例如下：

var injector = new Injector(...);
var robot = injector.get(HRobot);
robot.cook();

Injector()的實現如下：

import { ReflecttiveInjector } form '@angular/core';

var injector = ReflectiveInjector.resolveAndCreat([
    {provide: HRobot, useClass: HRobot},
    {provide: Meat, useClass: Meat},
    {provide: Salad, useClass: Salad}
]);

還有注入器是這樣知道知道初始化HRobot需要依賴Meat和Salad:

export class Robot {
    //...
    consructor(public meat: Meat, public salad: Salad) {}
    //...
}

當然，看了頭大是應該的，因為上面的東西壓根就不需要自己動手寫，Angular的依賴注入框架已經自動幫我們完成了（注入器的生成和調用）。

1. 在組件中注入服務
Angular在底層做了大量的初始化工作，這極大地降低了我們使用依賴注入的成本，現在要完成依賴注入，我們只需要三步：

• 通過import導入被依賴的對象服務
• 在組件中配置注入器。在啟動組件時，Angular會讀取@Component裝飾器里的providers元數據，它是一個數組，配置了該組件需要使用的所有依賴，Angular的依賴注入框架會根據這個列表去創建對應的示例。
• 在組件構造函數中聲明需要注入的依賴。注入器會根據構造函數上的聲明，在組件初始化時通過第二步中的providers元數據配置依賴，為構造函數提供對應的依賴服務，最終完成依賴注入。

例子來了：

// app.component.ts
//...
// 1. 導入被依賴對象的服務
import { MyService } from './my-service/my-service.service';

@Component({
    //...
    // 2. 在組件中配置注入器
    providers: [
        MyService
    ]
    //...
})

export class AppComponent {
    // 3. 在構造函數中聲明需要注入的依賴
    constructor(private myService: MyService) {}
}

2. 在服務中注入服務
除了組件依賴服務，服務間依的相互調用也很寒常見。例如我們想給我們的漢堡機器人加上一個計數器，來記錄它的生產狀況，但是計數器又依靠電源來工作，我們就可以用一個服務來實現：

// power.service.ts

import { Injectable } from '@angular/core';

@Injectable()
export class PowerService {
    // power come from here..
}


// count.service.ts

import { Injectable } from '@angular/core';
import { PowerService } from './power/power.service';

@Injectable()
export class CountService {
    constructor(private power: PoowerService) {}
}

// app.component.ts   這里是當前組件，其實模塊中的注入也一樣，后面講到
//...
providers: [
    CountService,
    PowerService
]

這里需要注意的是@Injectable裝飾器是非必須的，因為只有一個服務依賴其他服務的時候才必須需要使用@Injectable顯式裝飾，來表示這個服務需要依賴，所以我們的PowerService并不是必須加上@Injectable裝飾器的，可是，Angular官方推薦是否依賴其他服務，都應該使用@Injectable來裝飾服務。

3. 在模塊中注入服務
在模塊中注冊服務和在組件中注冊服務的方法是一樣的，只是在模塊中注入的服務在整個組件中都是可用的。

// app.module.ts
import { BrowserModule } from '@angular/platform-browser';
import { NgModule } from '@angular/core';

import { AppComponent } from './app.component';
@NgModule({
  declarations: [
    AppComponent,
  ],
  imports: [
    BrowserModule
  ],
  providers: [CountService, PowerService],
  bootstrap: [AppComponent]
})
export class AppModule { }

與在組件中注入不同的是，在Angular應用啟動的時候，它好首先加載這個模塊需要的所有依賴，，此時會生成一個全局的根注入器，由該依賴創建的依賴注入對象會再整個應用中可見，并共享一個實例。
Angular沒有模塊級作用域這個概念，只有應用程序級作用域和組件級作用域，這種設計主要是考慮模塊的擴展性，一個應用通常由多個模塊合并和成，在@NgModule中注冊的服務，默認在整個應用中可用。

下面說兩種特殊情況：

• 假設在兩個模塊中使用同樣的Token注入了同一個服務，并且這兩個模塊先后導入到了根組件中：

// ...
@NgModule({
imports: [
    AModule,
    BModule
]
// ...
})

那么后面導入的模塊中的服務會覆蓋前面導入模塊中的服務，也就是說BModule中的服務會覆蓋AModule中的服務，即使是在AModule中注入的服務，同樣使用的是BMoudle中提供的實例。

• 還是假設兩個模塊同樣使用同一個Token注入了同一個服務，但是BModule模塊是導入在AModule模塊中的：

// a.module.ts
// ...
@NgModule({
    imports: [BModule]
})

那么這種情況下兩個模塊使用的都是AModule中注入的服務。可以推斷出在根模塊中注入的服務是擁有最高優先級的，你可以在任何地方放心使用。

三、Provider

1. Provider的理解
Provider是有必要單獨提出來一節的，上面第二節中我們其實只是簡單的使用了其中一種的provider下面來詳細說一下Provider
在Angular中，Provider描述了注入器(Injector)如何初始化令牌(Token)所對應的依賴服務。Provider一個運行時的依賴，注入器依靠它來創建服務對象的實例。
比如我們上面用到的例子：

// ...
@Component({
    //...
    // 2. 在組件中配置注入器
    providers: [
        MyService
    ]
    //...
})

實際上它的完整形式應該是這樣的：

@Component({
    //...
    // 2. 在組件中配置注入器
    providers: [
        {provide: MyService, useClass: MyService}
    ]
    //...
})

所以說我們上面只使用了一種provider: 類Provider（ClassProvider）。

2. Provider注冊方式

上面提到我只使用了其中一種注冊方式，那么下面介紹Angular中提供的四中常見的注冊方式：

• 類Provider（ClassProvider）
• 值Provider（ValueProvider）
• 別名Provider（ExistingProvider）
• 工廠Provider（FactoryProvider）

1. 類Provider
類Provider 基于令牌（Token）指定依賴項，這種方式可是讓依賴被動態指定為其他不同的具體實現，只要接口不變，對于使用方就是透明的。比如數據渲染服務（Render），Render服務對上層提供的接口是固定的，倒是底層的渲染方式可以不同：
```ts
var inject = Injector.resolveAndCreate([
{provide: Render, useClass: DomRender}
//{provide: Render, useClass: DomRender} // canvas 渲染方式
//{provide: Render, useClass: DomRender} // 服務的想染方式
])

// 調用方不用做任何修改
class AppComponent {
    construtor(private render: Render) {}
}
```

2. 值Provider
由于依賴的對象并不一定都是類，也可以是字符串、常量、對象等其他數據類型的，這可以方便用在全局變量、系統相關參數配置場景中。在創建Provider對象的時候，只需要使用useValue就可以聲明一個值Provider：
```ts
let freeMan = {
freeJob: boolen;
live: () => {return 'do something u cant do'}
};

@Component({
    // ...
    providers: [
        {provide: 'someone', useValue: freeMan}
    ]
})
```

3. 別名Provider
有了別名Provider，我們就可以在一個Provider中配置多個令牌（Token），其對于的對象指向同一個實例，從而實現了多個依賴、一個對象實例的作用：

    // ...
    providers: [
        {provider: Power1, useClass: PowerService},
        {provider: Power2, useClass: PowerService}
    ]
    // ...

仔細想想，這樣對嗎？
顯然是不對的，如果兩個都使用了useClass那么按照令牌，將會創建兩個不同的實例出來，那么應該怎么實現兩個令牌同一個實例呢？答案是使用useExistiong:

    // ...
    providers: [
        {provider: Power1, useClass: PowerService},
        {provider: Power2, useExisting: PowerService}
    ]
    // ...
    ```
**4. 工廠`Provider`**
    工廠`Provider`允許我們根據不同的條件來實例化不同的服務，比如，我們在開發環境需要打印日志，但是在實際部署的時候可能并不需要打印這些東西，那么我們總不可能去找到整個應用中所有的`console.log()`這樣的方法吧，這個時候我們可以使用工廠`provider`來幫我們處理，我們只需要在工廠`provider`中設定一個條件，使其能夠根據條件返回實例化我們需要的服務就可以了。為了實現這樣的功能我們可以在根模塊中這樣注入：
    ```ts
    // app.module.ts
    @NgModule({
    // ...
    providers: [
        HeroService,
        ConsoleService,
        {
            provide: LoggerService, 
            useFactory: (consoleService) => {
                return new LoggerService(true, consoleService);
            },
            deps: [ConsoleService]
        }
    ],
    bootstrap: [AppComponent]
    })
    export class AppModule { }

哦哦，那兩個服務是這樣寫的：
   ```ts
    // console.service.ts
    // ...
    export class ConsoleService {
        log(message) {
            console.log(`ConsoleService: ${message}`);
        }
    }
      
    // logger.service.ts
    // ...
    export class LoggerService {
        constructor(private enable: boolean, 
            consoleService: ConsoleService
        ) { }
    
        log(message: string) {
            if (this.enable) {
                console.log(`LoggerService: ${message}`);
            }
        }
    }

然后在組件構造函數中寫上需要的服務就好。

四、限定方式的依賴注入

想象一場景，你應用中的某個服務的provider被當做無效代碼刪掉了，那么你的應用可能就會出問題。還好這個問題早在設計的時候就已經考慮到了，我們可以使用Angular提供的@Optional和@Host裝飾器來解決這個問題。
Optional可以兼容依賴不存在的情況，提高系統的健壯性；@Host可以限定查找規則，明確實例化的位置，避免一些莫名的共享對象問題。

@Optional
借助@Optional就可以實現可選注入：

// app.component.ts
// ...
import { Optional } from '@angular/core';
constructor(@Optional() private logger: LoggerService) {
    if (this.logger) {
        this.logger.log('i am choosed');
    }
}

像例子中的那樣只需要在宿主組件(Host Component)的構造函數中增加@Optional裝飾器即可。
需要注意的是，上面例子中的LoggerService并不是不存在，只是并沒有根據providers元數據中配置被實例化出來。

@Host
Angular中依賴查找的規則是按照注入器從當前組件向父組件查找，直到找到要注入的依賴位置，如果找不到就會報錯。我們可以使用Angular提供的@Host裝飾器來解決 這個問題。
宿主組件如果一個組件注入了依賴項，那么這個組件就是這個依賴的宿主組件；如果這個組件通過<ng-content>被嵌入到了父組件，那這個父組件就是這個依賴的宿主組件。

1. 宿主組件是當前組件
   我們給組件構造函數加上@Host裝飾器：

   // ...
   @Component({
       selector: 'parent',
       template: `
           <h1>這里是父組件</h1>
       `
   })
   constructor(
       @Host()
       logger: LoggerService) {}
       // 加上@Host之后會報錯，因為我們并沒有在這個組件中注入LoggerService
       
       // 但是我們可以加上@Optional來避免報錯
       //@Host()
       //@Optional()
       //logger: LoggerService) {}
   )
   

2. 宿主組件是父組件
   我們修改一下上面的組件為父組件：

   // parent.component.ts
   // ...
   @Component({
       selector: 'parent',
       template: `
           <h1>這里是父組件</h1>
           <ng-content></content>
       `
       // 在父組件中注入 LoggerService
       providers: [LoggerService] 
   })
   constructor() {}
   

   增加一個子組件：

   // child.component.ts
   // ...
   @Component({
       selector: 'child',
       template: `
           <h1>這里是子組件</h1>
       `
   })
   constructor(
       @Host()
       @Optional()
       logger: LoggerService) 
   ){}
   

   當然<parent>標簽中應該這樣寫:

   <parent>
       <child></child>
   </parent>
   

   因為此時宿主組件是父組件，所以我們在父組件中注入LoggerService Angular注入器會自動向上查找，找到ParentComponet中的配置，從而完成注入。