Go 每日一库之 dig

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这是一个创建于的文章，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

简介

今天我们来介绍 Go 语言的一个依赖注入（DI）库——dig。dig 是 uber 开源的库。Java 依赖注入的库有很多，相信即使不是做 Java 开发的童鞋也听过大名鼎鼎的 Spring。相比庞大的 Spring，dig 很小巧，实现和使用都比较简洁。

快速使用

第三方库需要先安装，由于我们的示例中使用了前面介绍的go-ini和go-flags，这两个库也需要安装：

$ go get go.uber.org/dig
$ go get gopkg.in/ini.v1
$ go get github.com/jessevdk/go-flags

下面看看如何使用：

package main

import (
  "fmt"

  "github.com/jessevdk/go-flags"
  "go.uber.org/dig"
  "gopkg.in/ini.v1"
)

type Option struct {
  ConfigFile string `short:"c" long:"config" description:"Name of config file."`
}

func InitOption() (*Option, error) {
  var opt Option
  _, err := flags.Parse(&opt)

  return &opt, err
}

func InitConf(opt *Option) (*ini.File, error) {
  cfg, err := ini.Load(opt.ConfigFile)
  return cfg, err
}

func PrintInfo(cfg *ini.File) {
  fmt.Println("App Name:", cfg.Section("").Key("app_name").String())
  fmt.Println("Log Level:", cfg.Section("").Key("log_level").String())
}

func main() {
  container := dig.New()

  container.Provide(InitOption)
  container.Provide(InitConf)

  container.Invoke(PrintInfo)
}

在同一目录下创建配置文件my.ini：

app_name = awesome web
log_level = DEBUG

[mysql]
ip = 127.0.0.1
port = 3306
user = dj
password = 123456
database = awesome

[redis]
ip = 127.0.0.1
port = 6381

运行程序，输出：

$ go run main.go -c=my.ini
App Name: awesome web
Log Level: DEBUG

dig库帮助开发者管理这些对象的创建和维护，每种类型的对象会创建且只创建一次。dig库使用的一般流程：

创建一个容器：dig.New；
为想要让dig容器管理的类型创建构造函数，构造函数可以返回多个值，这些值都会被容器管理；
使用这些类型的时候直接编写一个函数，将这些类型作为参数，然后使用container.Invoke执行我们编写的函数。

参数对象

有时候，创建对象有很多依赖，或者编写函数时有多个参数依赖。如果将这些依赖都作为参数传入，那么代码将变得非常难以阅读：

container.Provide(func (arg1 *Arg1, arg2 *Arg2, arg3 *Arg3, ....) {
  // ...
})

dig支持将所有参数打包进一个对象中，唯一需要的就是将dig.In内嵌到该类型中：

type Params {
  dig.In

  Arg1 *Arg1
  Arg2 *Arg2
  Arg3 *Arg3
  Arg4 *Arg4
}

container.Provide(func (params Params) *Object {
  // ...
})

内嵌了dig.In之后，dig会将该类型中的其它字段看成Object的依赖，创建Object类型的对象时，会先将依赖的Arg1/Arg2/Arg3/Arg4创建好。

package main

import (
  "fmt"
  "log"

  "github.com/jessevdk/go-flags"
  "go.uber.org/dig"
  "gopkg.in/ini.v1"
)

type Option struct {
  ConfigFile string `short:"c" long:"config" description:"Name of config file."`
}

type RedisConfig struct {
  IP   string
  Port int
  DB   int
}

type MySQLConfig struct {
  IP       string
  Port     int
  User     string
  Password string
  Database string
}

type Config struct {
  dig.In

  Redis *RedisConfig
  MySQL *MySQLConfig
}

func InitOption() (*Option, error) {
  var opt Option
  _, err := flags.Parse(&opt)

  return &opt, err
}

func InitConfig(opt *Option) (*ini.File, error) {
  cfg, err := ini.Load(opt.ConfigFile)
  return cfg, err
}

func InitRedisConfig(cfg *ini.File) (*RedisConfig, error) {
  port, err := cfg.Section("redis").Key("port").Int()
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
    return nil, err
  }

  db, err := cfg.Section("redis").Key("db").Int()
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
    return nil, err
  }

  return &RedisConfig{
    IP:   cfg.Section("redis").Key("ip").String(),
    Port: port,
    DB:   db,
  }, nil
}

func InitMySQLConfig(cfg *ini.File) (*MySQLConfig, error) {
  port, err := cfg.Section("mysql").Key("port").Int()
  if err != nil {
    return nil, err
  }

  return &MySQLConfig{
    IP:       cfg.Section("mysql").Key("ip").String(),
    Port:     port,
    User:     cfg.Section("mysql").Key("user").String(),
    Password: cfg.Section("mysql").Key("password").String(),
    Database: cfg.Section("mysql").Key("database").String(),
  }, nil
}

func PrintInfo(config Config) {
  fmt.Println("=========== redis section ===========")
  fmt.Println("redis ip:", config.Redis.IP)
  fmt.Println("redis port:", config.Redis.Port)
  fmt.Println("redis db:", config.Redis.DB)

  fmt.Println("=========== mysql section ===========")
  fmt.Println("mysql ip:", config.MySQL.IP)
  fmt.Println("mysql port:", config.MySQL.Port)
  fmt.Println("mysql user:", config.MySQL.User)
  fmt.Println("mysql password:", config.MySQL.Password)
  fmt.Println("mysql db:", config.MySQL.Database)
}

func main() {
  container := dig.New()

  container.Provide(InitOption)
  container.Provide(InitConfig)
  container.Provide(InitRedisConfig)
  container.Provide(InitMySQLConfig)

  err := container.Invoke(PrintInfo)
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
}

上面代码中，类型Config内嵌了dig.In，PrintInfo接受一个Config类型的参数。调用Invoke时，dig自动调用InitRedisConfig和InitMySQLConfig，并将生成的*RedisConfig和*MySQLConfig“打包”成一个Config对象传给PrintInfo。

运行结果：

$ go run main.go -c=my.ini
=========== redis section ===========
redis ip: 127.0.0.1
redis port: 6381
redis db: 1
=========== mysql section ===========
mysql ip: 127.0.0.1
mysql port: 3306
mysql user: dj
mysql password: 123456
mysql db: awesome

结果对象

前面说过，如果构造函数返回多个值，这些不同类型的值都会存储到dig容器中。参数过多会影响代码的可读性和可维护性，返回值过多同样也是如此。为此，dig提供了返回值对象，返回一个包含多个类型对象的对象。返回的类型，必须内嵌dig.Out：

type Results struct {
  dig.Out

  Result1 *Result1
  Result2 *Result2
  Result3 *Result3
  Result4 *Result4
}

dig.Provide(func () (Results, error) {
  // ...
})

我们把上面的例子稍作修改。将Config内嵌的dig.In变为dig.Out：

type Config struct {
  dig.Out

  Redis *RedisConfig
  MySQL *MySQLConfig
}

提供构造函数InitRedisAndMySQLConfig同时创建RedisConfig和MySQLConfig，通过Config返回。这样就不需要将InitRedisConfig和InitMySQLConfig加入dig容器了：

func InitRedisAndMySQLConfig(cfg *ini.File) (Config, error) {
  var config Config

  redis, err := InitRedisConfig(cfg)
  if err != nil {
    return config, err
  }

  mysql, err := InitMySQLConfig(cfg)
  if err != nil {
    return config, err
  }

  config.Redis = redis
  config.MySQL = mysql
  return config, nil
}

func main() {
  container := dig.New()

  container.Provide(InitOption)
  container.Provide(InitConfig)
  container.Provide(InitRedisAndMySQLConfig)

  err := container.Invoke(PrintInfo)
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
}

PrintInfo直接依赖RedisConfig和MySQLConfig：

func PrintInfo(redis *RedisConfig, mysql *MySQLConfig) {
  fmt.Println("=========== redis section ===========")
  fmt.Println("redis ip:", redis.IP)
  fmt.Println("redis port:", redis.Port)
  fmt.Println("redis db:", redis.DB)

  fmt.Println("=========== mysql section ===========")
  fmt.Println("mysql ip:", mysql.IP)
  fmt.Println("mysql port:", mysql.Port)
  fmt.Println("mysql user:", mysql.User)
  fmt.Println("mysql password:", mysql.Password)
  fmt.Println("mysql db:", mysql.Database)
}

可以看到InitRedisAndMySQLConfig返回Config类型的对象，该类型中的RedisConfig和MySQLConfig都被添加到了容器中，PrintInfo函数可直接使用。

运行结果与之前的例子完全一样。

可选依赖

默认情况下，容器如果找不到对应的依赖，那么相应的对象无法创建成功，调用Invoke时也会返回错误。有些依赖不是必须的，dig也提供了一种方式将依赖设置为可选的：

type Config struct {
  dig.In

  Redis *RedisConfig `optional:"true"`
  MySQL *MySQLConfig
}

通过在字段后添加结构标签optional:"true"，我们将RedisConfig这个依赖设置为可选的，容器中RedisConfig对象也不要紧，这时传入的Config中redis为 nil，方法可以正常调用。显然可选依赖只能在参数对象中使用。

我们直接注释掉InitRedisConfig，然后运行程序：

// 省略部分代码
func PrintInfo(config Config) {
  if config.Redis == nil {
    fmt.Println("no redis config")
  }
}

func main() {
  container := dig.New()

  container.Provide(InitOption)
  container.Provide(InitConfig)
  container.Provide(InitMySQLConfig)

  container.Invoke(PrintInfo)
}

输出：

$ go run main.go -c=my.ini
no redis config

注意，创建失败和没有提供构造函数是两个概念。如果InitRedisConfig调用失败了，使用Invoke执行PrintInfo还是会报错的。

命名

前面我们说过，dig默认只会为每种类型创建一个对象。如果要创建某个类型的多个对象怎么办呢？可以为对象命名！

调用容器的Provide方法时，可以为构造函数的返回对象命名，这样同一个类型就可以有多个对象了。

type User struct {
  Name string
  Age  int
}

func NewUser(name string, age int) func() *User{} {
  return func() *User {
    return &User{name, age}
  }
}
container.Provide(NewUser("dj", 18), dig.Name("dj"))
container.Provide(NewUser("dj2", 18), dig.Name("dj2"))

也可以在结果对象中通过结构标签指定：

type UserResults struct {
  dig.Out

  User1 *User `name:"dj"`
  User2 *User `name:"dj2"`
}

然后在参数对象中通过名字指定使用哪个对象：

type UserParams struct {
  dig.In

  User1 *User `name:"dj"`
  User2 *User `name:"dj2"`
}

完整代码：

package main

import (
  "fmt"

  "go.uber.org/dig"
)

type User struct {
  Name string
  Age  int
}

func NewUser(name string, age int) func() *User {
  return func() *User {
    return &User{name, age}
  }
}

type UserParams struct {
  dig.In

  User1 *User `name:"dj"`
  User2 *User `name:"dj2"`
}

func PrintInfo(params UserParams) error {
  fmt.Println("User 1 ===========")
  fmt.Println("Name:", params.User1.Name)
  fmt.Println("Age:", params.User1.Age)

  fmt.Println("User 2 ===========")
  fmt.Println("Name:", params.User2.Name)
  fmt.Println("Age:", params.User2.Age)
  return nil
}

func main() {
  container := dig.New()

  container.Provide(NewUser("dj", 18), dig.Name("dj"))
  container.Provide(NewUser("dj2", 18), dig.Name("dj2"))

  container.Invoke(PrintInfo)
}

程序运行结果：

$ go run main.go
User 1 ===========
Name: dj
Age: 18
User 2 ===========
Name: dj2
Age: 18

需要注意的时候，NewUser返回的是一个函数，由dig在需要的时候调用。

组

组可以将相同类型的对象放到一个切片中，可以直接使用这个切片。组的定义与上面名字定义类似。可以通过为Provide提供额外的参数：

container.Provide(NewUser("dj", 18), dig.Group("user"))
container.Provide(NewUser("dj2", 18), dig.Group("user"))

也可以在结果对象中添加结构标签group:"user"。

然后我们定义一个参数对象，通过指定同样的结构标签来使用这个切片：

type UserParams struct {
  dig.In

  Users []User `group:"user"`
}

func Info(params UserParams) error {
  for _, u := range params.Users {
    fmt.Println(u.Name, u.Age)
  }

  return nil
}

container.Invoke(Info)

最后我们通过一个完整的例子演示组的使用，我们将创建一个 HTTP 服务器：

package main

import (
  "fmt"
  "net/http"

  "go.uber.org/dig"
)

type Handler struct {
  Greeting string
  Path     string
}

func (h Handler) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  fmt.Fprintf(w, "%s from %s", h.Greeting, h.Path)
}

func NewHello1Handler() HandlerResult {
  return HandlerResult{
    Handler: Handler{
      Path:     "/hello1",
      Greeting: "welcome",
    },
  }
}

func NewHello2Handler() HandlerResult {
  return HandlerResult{
    Handler: Handler{
      Path:     "/hello2",
      Greeting: "????",
    },
  }
}

type HandlerResult struct {
  dig.Out

  Handler Handler `group:"server"`
}

type HandlerParams struct {
  dig.In

  Handlers []Handler `group:"server"`
}

func RunServer(params HandlerParams) error {
  mux := http.NewServeMux()
  for _, h := range params.Handlers {
    mux.Handle(h.Path, h)
  }

  server := &http.Server{
    Addr:    ":8080",
    Handler: mux,
  }
  if err := server.ListenAndServe(); err != nil {
    return err
  }

  return nil
}

func main() {
  container := dig.New()

  container.Provide(NewHello1Handler)
  container.Provide(NewHello2Handler)

  container.Invoke(RunServer)
}

我们创建了两个处理器，添加到server组中，在RunServer函数中创建 HTTP 服务器，将这些处理器注册到服务器中。

运行程序，在浏览器中输入localhost:8080/hello1和localhost:8080/hello2看看。关于 Go Web 编程相关的知识，可以看看我写的 Go Web 编程系列文章：

常见错误

使用dig过程中会遇到一些错误，我们来看看常见的错误。

Invoke方法在以下几种情况下会返回一个error：

无法找到依赖，或依赖创建失败；
Invoke执行的函数返回error，该错误也会被传给调用者。

这两种情况，我们都可以判断Invoke的返回值来查找原因。

总结

本文介绍了dig库，它适用于解决循环依赖的对象创建问题。同时也有利于将关注点分离，我们不需要将各种对象传来传去，只需要将构造函数交给dig容器，然后通过Invoke直接使用依赖即可，连判空逻辑都可以省略了！

大家如果发现好玩、好用的 Go 语言库，欢迎到 Go 每日一库 GitHub 上提交 issue????

参考

dig GitHub：https://github.com/uber-go/dig
Go 每日一库 GitHub：https://github.com/darjun/go-daily-lib

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