Некоторые любят ездить велосипедах, а некоторые любят их изобретать. Я отношусь к тем, кто изобретает велосипеды, чтобы на них ездить. Пару лет назад я уже писал на Хабр про этот свой "велосипед" - контейнер внедрения зависимостей (DI container) для JavaScript. Последующее обсуждение принципов работы DI-контейнеров и их отличие от "Локатора Сервисов" достаточно сильно продвинуло меня в понимании работы моего собственного "велосипеда" и вылилось не только в ряд статей на Хабре (раз, два, три, четыре), но и в значительной доработке самого "велосипеда".

Под катом - описание работы DI-контейнера (@teqfw/di) по состоянию на текущий момент. Ограничения: контейнер написан на чистом JavaScript (ES2015+), работает только с ES2015+ кодом, оформленным в ES-модули с расширением *.mjs . Преимущества: позволяет загружать и использовать одни и те же модули как в браузере, так и в nodejs-приложениях без дополнительной транспиляции.

Основы работы DI-контейнеров

Типовое обращение к абстрактному контейнеру объектов выглядит примерно так:

const obj = container.get(id);

Последовательность действий контейнера:

1. Определить по id , что за объект хочет получить вызывающая сторона.

2. Проверить контейнер на предмет наличия в нём запрашиваемого объекта, если объект есть в контейнере — вернуть его.

3. Если же объект нужно создавать, то по id определить, где находится файл с исходным кодом объекта и загрузить исходники.

4. Разобрать спецификацию входных зависимостей конструктора объекта (набор идентификаторов).

5. Найти в контейнере зависимости согласно спецификации или создать заново.

6. Создать запрашиваемый объект с использованием собранных зависимостей.

7. Сохранить созданный объект в контейнере для последующего использования (при необходимости).

8. Вернуть созданный объект вызывающей стороне.

Последовательность действий рекурсивная — повторяется в пункте 5 для каждой зависимости, до тех пор, пока всё дерево зависимостей запрашиваемого объекта не будет создано.

ES-модуль

Прежде всего нужно понимать, что может экспортировать ES-модуль — т.е., что именно может использовать DI-контейнер для создания объектов после загрузки исходного кода ES-модуля.

const obj = {name: 'Simple Object'};
class Clazz {
    constructor(spec) {
        this.name = 'instance from class constructor';
    }
}
function Factory(spec) {
    return {name: 'instance from factory'};
}
export {
    obj as ObjTmpl,
    Clazz as default,
    Factory,
}

А это пример того, как вызывающая сторона могла бы создавать объекты при помощи кода из этого ES-модуля (вручную, без использования контейнера):

import Def from './es6.mjs';
import {Factory} from './es6.mjs';
import {ObjTmpl} from './es6.mjs';

const spec = {}; // empty specification
const instClass = new Def(spec);
const instFact = Factory(spec);
const instTmpl = Object.assign(ObjTmpl, {});

Итого, DI-контейнер, после загрузки ES-модуля, может создавать новые объекты на основе экспорта модуля:

• используя классы;

• используя фабричные функции;

Идентификаторы зависимостей

Идентификатор зависимости — это строка, идентифицирующая объект, который ожидает получить конструктор объекта (фабричная функция) в качестве зависимости, или который DI-контейнер должен вернуть вызывающей стороне:

constructor(spec) {
    const dep = spec['depId'];
}
...
await container.get('dep1');

Именованные и импортируемые

В самом простом случае разработчик может создавать объекты вручную и помещать их прямо в контейнер под произвольными идентификаторами:

import Container from '@teqfw/di';

const container = new Container();
container.set('dep1', {name: 'first'});
container.set('dep2', {name: 'second'});

const obj = await container.get('dep1');

Но в большинстве случаев нас интересует способ автоматического нахождения контейнером ES-модуля, подгрузка исходников и определение способа создания зависимости (класс, фабричная функция или шаблон-объект).

В @teqfw/di все идентификаторы делятся на две большие группы:

• именованные зависимости: название начинается со строчной буквы (connection, conf, i18n, …);

• импортируемые зависимости: названия начинаются с прописной буквы (EsModuleId);

Именованные зависимости добавляются в контейнер вручную через container.set(id, obj), для импортируемых зависимостей есть правила сопоставления идентификаторов путям к исходникам (рассмотрим позднее).

Модуль и экспорт модуля

В @teqfw/di для загрузки ES-модуля используется динамический импорт, результатом которого является специальный объект Module (см. пункт “Модули” в “Javascript: исходный код и его отображение при отладке”).

Необходимо различать, хотим ли мы использовать в качестве зависимости модуль целиком или какой-то определённый экспорт из данного модуля. В @teqfw/di для этого используется знак #:

• EsModuleId: идентификатор для модуля целиком;

• EsModuleId#ExportName: идентификатор для экспорта с именем ExportName в модуле EsModuleId;

• EsModuleId#default и EsModuleId#: оба идентификатора равнозначны и указывают на экспорт default в модуле EsModuleId;

Функция и результат функции

Зависимости объекта в @teqfw/di передаются в спецификации в конструктор или фабричную функцию:

class Clazz {
    constructor(spec) {}
}

function Factory(spec) {}

Как различить случай, когда мы хотим получить от контейнера сам класс (функцию), а когда — экземпляр объекта данного класса (результат работы функции)? В идентификаторе зависимости для @teqfw/di это отражается при помощи символа $:

• EsModuleId#ExportName: получить объект (класс, функцию) с именем ExportName из модуля EsModuleId.

• EsModuleId#ExportName$: получить объект, созданный при помощи конструктора (фабричной функции), являющегося экспортом ExportName модуля EsModuleId.

Для создания объекта из default-экспорта ES-модуля нижеприведенные идентификаторы равнозначны:

• EsModuleId#default$

• EsModuleId#$

• EsModuleId$

Singleton и новый экземпляр

Иногда контейнер должен использовать один и тот же экземпляр в качестве зависимости для всех объектов приложения (или некоторых), а иногда каждый раз должен создаваться новый экземпляр объекта. В идентификаторах зависимости это отражается через удвоение символа "доллар" -$$:

• EsModuleId$ и EsModuleId#ExportName$: объект создается один раз (при первом запросе) и сохраняется в контейнере, для всех последующих запросов используется ранее сохраненный объект.

• EsModuleId$$ и EsModuleId#ExportName$$: каждый раз создается новый экземпляр объекта.

При этом неважно, какой из объектов первым запросил создание singleton’а — все остальные получат этот же экземпляр. В некотором смысле любой DI-контейнер является global-объектом. Кто-то может сказать, что это антипаттерн, и отказаться от использования DI — его полное право.

Сводная таблица идентификаторов

Итого в @teqfw/di используются следующие идентификаторы зависимостей:

let id1 = 'named'; // named singleton been added manually
let id2 = 'EsModId'; // ES module
let id3 = 'EsModId#'; // default export of ES module
let id4 = 'EsModId#name'; // named export of ES module
let id5 = 'EsModId$'; // singleton from default export
let id6 = 'EsModId$$'; // new instance from default export
let id7 = 'EsModId#name$'; // singleton from named export
let id8 = 'EsModId#name$$'; // new instance from named export

Декларация зависимостей

Вся мощь контейнера раскрывается тогда, когда мы описываем зависимости, необходимые для создания объекта, в конструкторе (фабричной функции). В @teqfw/di это делается так:

constructor(spec) {
    const named = spec['namedSingleton'];
    const inst = spec['EsModId#name$$'];
    const single = spec['EsModId$'];
}

Особенностью @teqfw/di является то, что контейнер прерывает процесс создания запрошенного объекта, если обнаруживает неизвестную зависимость, подгружает исходники зависимости и создает зависимость, после чего вновь пытается создать запрошенный объект. Таким образом, первые строки конструктора запрошенного объекта могут выполняться несколько раз, если в процессе приходилось несколько раз прерывать процесс и подгружать нужные исходники.

Загрузка исходников

Чтобы контейнер по идентификатору зависимости мог обнаружить файл с исходным кодом соответствующего ES-модуля, нужна карта сопоставления идентификаторов зависимостей файлам с исходниками. В @teqfw/di добавлением позиций в карту делается так:

container.addSourceMapping('EsModId', './relative/path');
container.addSourceMapping('EsModId', '/absolute/path', true);

Первый способ (с относительной адресацией) в основном применяется, если контейнер используется в браузере, второй — в nodejs-приложениях. Тем не менее, оба способа могут применяться в обеих средах.

В карте сопоставления, используемой контейнером, прописывается корневой каталог с исходниками, дальнейшее сопоставление идентификаторов исходникам идет через использование namespace’ов, где разделителем имен каталогов является _:

EsModId_PathTo_Mod => /absolute/path/PathTo/Mod.mjs

Резюме

DI-контейнер @teqfw/di позволяет использовать в качестве зависимостей как сами ES-модули, так и отдельные элементы из экспорта ES-модулей, а также создавать новые экземпляры объектов или использовать один единственный объект для всего приложения. Причем один и тот же код может использоваться как в браузерах, так и в nodejs-приложениях.

Типовой код для ES-модуля, используемого в @teqfw/di:

export default class Mod {
    constructor(spec) {
        const Clazz = spec['Lib_Dep#'];
        const single = spec['Lib_Dep$'];
        const inst = spec['Lib_Dep$$'];
        // ...
    }
}

Обычный import также можно использовать в коде, но в таком случае код теряет возможность быть использованным одновременно и в браузерах, и в nodejs-приложениях, т.к. браузерный формат import'а не совместим с nodejs-форматом.