官方博文：使用 Go Cloud 的 Wire 进行编译时依赖注入

概述

Go 团队公布了用于开放云开发的可移植云 API 和工具，开源项目Go Cloud 。这篇文章详细介绍了 Wire，一个随 Go Cloud 提供的依赖注入工具。

Wire 解决了什么问题？

依赖注入是一种编写可伸缩、低耦合代码的标准技术。因为依赖注入显式地为组件提供他们需要工作的所有依赖关系。在 Go 中，这通常采用将依赖项传递给构造函数的形式：

// NewUserStore返回一个使用cfg和db作为依赖项的UserStore。 func NewUserStore(cfg *Config, db *mysql.DB) (*UserStore, error) {...}

这种技术在小规模下工作得很好，但是较大的应用程序会存在一个复杂的依赖图。这导致了一大块依赖于顺序的初始化代码，这并不好玩。因为一些依赖项被多次使用，通常很难干净地拆分这些代码。将服务的一个实现替换为另一个实现也会很痛苦，因为这涉及到通过添加一组全新的依赖项（及其依赖项...）来修改依赖项图，并删除未使用的旧项。实际上，在具有庞大依赖图的应用程序中更改初始化代码是繁琐且缓慢的。

像 Wire 这样的依赖注入工具旨在简化初始化代码的管理。您可以将您的服务及其依赖关系描述为代码或配置，然后 Wire 处理生成关系图，再据此确定初始化排序以及如何向每个服务传递它所需的依赖。通过更改函数签名、添加或删除初始化程序来更改应用程序的依赖项，然后让 Wire 执行为整个依赖图生成初始化代码的繁琐工作。

为什么这是 Go Cloud 的一部分？

Go Cloud 的目标是通过为合适的云服务提供惯用的 Go API，使编写便携式云应用程序变得更加容易。例如， blob.Bucket提供了一个存储 API，其中包含亚马逊 S3 和谷歌云存储（GCS）的实现; 使用blob.Bucket编写的应用程序可以交换实现而无需更改其应用程序逻辑。但是，初始化代码本质上是特定于提供者的，并且每个提供者具有不同的依赖集。

例如，构建 GCS blob.Bucket需要gcp.HTTPClient ，最终需要google.Credentials ，而为 S3 构建一个则需要aws.Config ，最终需要 AWS 凭据。因此，更新应用程序以使用不同的blob.Bucket实现涉及到我们上面描述的依赖关系图的那种繁琐的更新。Wire 的驱动用例是为了方便交换 Go Cloud 可移植 API 的实现，但同时它也是依赖注入的通用工具。

这些工作不是已经做过了吗？

确实有许多依赖注入框架。对 Go 来说， Uber 的 dig和Facebook 的 inject都使用反射来进行运行时依赖注入。Wire 的主要灵感来自 Java 的Dagger 2 ，并且使用代码生成而不是反射或服务定位器。

我们认为这种方法有几个优点：

当依赖关系图变得复杂时，运行时依赖注入很难跟踪和调试。使用代码生成意味着在运行时执行的初始化代码是常规的，惯用的 Go 代码，易于理解和调试。不会因为框架的各种奇技淫巧而变得生涩难懂。特别重要的是，忘记依赖项等问题会成为编译时错误，而不是运行时错误。
与服务定位器不同，不需要费心编造名称来注册服务。Wire 使用 Go 语法中的类型将组件与其依赖项连接起来。
更容易防止依赖项变得臃肿。Wire 生成的代码只会导入您需要的依赖项，因此您的二进制文件将不会有未使用的导入。运行时依赖性注入器在运行之前无法识别未使用的依赖项。
Wire 的依赖图是静态可知的，这为工具化和可视化提供了可能。

它是如何工作的？

Wire 有两个基本概念：提供者和注射器。

提供者是普通的 Go 函数，它们根据它们的依赖关系“提供”值，这些值被简单地描述为函数的参数。以下是一些定义三个提供程序的示例代码：

// NewUserStore 与我们上面看到的功能相同; 它是 UserStore 的提供者， //依赖于 *Config 和 *mysql.DB。 func NewUserStore(cfg *Config, db *mysql.DB) (*UserStore, error) {...} // NewDefaultConfig 是 *Config 的提供者，没有依赖。 func NewDefaultConfig() *Config {...} // NewDB是基于某些连接信息的 *mysql.DB 的提供者。 func NewDB(info *ConnectionInfo) (*mysql.DB, error) {...}

通常一起使用的 ProviderSets 可以分组到 ProviderSets。例如，在创建*UserStore时使用默认的*Config是很常见的，因此我们可以在ProviderSet中对NewUserStore和NewDefaultConfig进行分组：

var UserStoreSet = wire.ProviderSet(NewUserStore, NewDefaultConfig)

注入器是被生成的函数，它们按依赖所需的顺序调用提供者。编写注入器的签名，包括任何所需的输入作为参数，并插入对wire.Build的调用， wire.Build包含构造最终结果所需的提供者或提供者集的列表：

func initUserStore() (*UserStore, error) { //我们将得到一个错误，因为NewDB需要一个*ConnectionInfo //我们没有提供。 wire.Build(UserStoreSet, NewDB) return nil, nil // 这些返回值会被忽略。 }

现在我们运行 go generate 来执行 wire：

$ go generate
wire.go:2:10: inject initUserStore: no provider found for ConnectionInfo (required by provider of *mysql.DB)
wire: generate failed

哎呀！我们没有包含ConnectionInfo也没有告诉 Wire 如何构建一个。Wire 有用地告诉我们涉及的行号和类型。我们可以将它的提供者添加到wire.Build ，或者将其添加为参数：

func initUserStore(info ConnectionInfo) (*UserStore, error) {
    wire.Build(UserStoreSet, NewDB) return nil, nil // 这些返回值会被忽略。 }

现在go generate将使用生成的代码创建一个新文件：

// File: wire_gen.go // Code generated by Wire. DO NOT EDIT. //go:generate wire //+build !wireinject func initUserStore（info ConnectionInfo）（* UserStore，error）{
     defaultConfig：= NewDefaultConfig（）
     db，err：= NewDB（info） if err！= nil { return nil, err
     }
     userStore，err：= NewUserStore（defaultConfig，db） if err！= nil { return nil, err
     } return userStore，nil }

任何非注入器声明都将复制到生成的文件中。在运行时没有依赖 Wire：所有编写的代码都是正常的 Go 代码。

如您所见，输出非常接近开发人员自己编写的内容。这只是一个简单的例子，只有三个组件，因此手工编写初始化程序并不会太痛苦，但 Wire 为具有更复杂依赖关系图的组件和应用程序节省了大量的手工操作。

我如何参与并了解更多信息？

Wire README详细介绍了如何使用 Wire 及其更高级的功能。还有一个教程可以在一个简单的应用程序中使用 Wire。

感谢您对 Wire 使用体验的任何意见！Go Cloud 的开发是在 GitHub 上进行的，所以你可以提出一个问题来告诉我们什么可能更好。有关项目的更新和讨论，请加入项目的邮件列表。

感谢您抽出宝贵时间了解 Go Cloud 的 Wire。我们很高兴与您合作，使 Go 成为构建可移植云应用程序的开发人员的首选语言。

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