بهترین درک از (Dependency Injection) تزریق وابستگی در جاوا

قطعا در طول زندگی با وسایل زیادی سر و کار دارید، از وسایل اولیه زندگی گرفته تا وسایلی که بر اساس نیاز کاری از آنها استفاده می کنید، مانند: کامپیوتر یا لپ تاپ و گوشی.

همان طور که می دانید یک گوشی هوشمند از قطعات زیادی تشکیل شده مانند: صفحه نمایش، پردازنده، حافظه رم، باتری و کلی قطعات دیگر. اتفاقی پیش می آید و صفحه نمایش گوشی شما آسیب میبیند. حالا چه می کنید؟ اولین کاری که انجام میدهید این است که گوشی خود را به یک نمایندگی برده تا صفحه نمایش آن را تغییر دهد. فرض کنید که گوشی شما جوری طراحی شده است که با آسیب دیدن صفحه نمایش نیاز باشد تا یک گوشی جدید تهیه کنید!!!!

یا برای کارخود لپ تاپ تهیه کردید. بعد از مدتی نیاز دارید تا حافظه رم لپ تاپ رو افزایش دهید، در این حالت شما لپ تاپ را پیش نمایندگی یا یک کارشناس در این زمینه می برید تا حافظه رم لپ تاپ شما را افزایش دهد. حال فرض کنید که لپ تاپ شما همچنین قابلیتی نداشته باشد و شما نیاز داشته باشید که برای تغییر یا ارتقا حافظه، یک لپ تاپ جدید خریداری کنید! برای حل این مشکل، لوازم الکتریکی از قطعات مختلفی تشکیل شدند که قابلیت تغییر یا تعویض را دارند. به این قابلیت طراحی ماژولار گفته میشود.

در پیاده سازی سیستم های نرم افزاری، شما باید به عنوان یک برنامه نویس با چنین دیدی نسبت به پیاده سازی نرم افزار اقدام کنید یعنی کاری کنید که وابستگی ها را از سطح کلاس کاهش داده و در زمان نیاز این وابستگی را ایجاد کنید برای بیان این مساله در برنامه نویسی از واژه Dependency Injection یا تزریق وابستگی استفاده میکنند.

ما قصد داریم تا شما را با مفهوم تزریق وابستگی در جاوا آشنا کنیم.

dependency injection در جاوا چیست؟

public class Class1 {
public Class2 class2 = new Class2();
}

بیان دقیق تر از تزریق وابستگی یا Dependency injection:

در تزریق وابستگی ۴ نقش اصلی وجود دارد:

1. شی service که مورد استفاده قرار می گیرد.
2. شی client که از سرویس استفاده می کند.
3. اینترفیس ها که نحوه استفاده client از service را مشخص می کند.
4. Injector، وظیفه آن ساخت شی سرویس تا آن را در اختیار Client قرار دهد.

اکنون به بیان تعریف نقش های گفته شده در تزریق وابستگی جاوا میپردازیم:

• شی service: هر شی که قرار است سرویسی ارائه دهد به عنوان شی service شناخته می شود.
• شی client: هر شی که از شی service استفاده می کند به عنوان شی client شناخته می شود.
• Interface: اینترفیس چیزی است که client انتظار دارد service ها در اختیارش بگذارند. اینترفیس توسط سرویس پیاده سازی می شود و فرآیند injection توسط اینترفیس ها انجام می شود. اینترفیس ها کلاس های concrete نیستند یعنی در داخل خود اینترفیس، چیزی پیاده سازی نمی شود بلکه اینترفیس ها در سطح انتزاع یا Abstract می باشند.
• منظور از انتزاع دید کلی نسبت به یک شیء است مثلا وقتی می‌گوییم میز، چیزی که در ذهن ما نقش می‌بندد یک شکل کلی است ولی وقتی می‌گوییم میز ناهارخوری دقیقا مشخص می‌کنیم که چه نوع میزی است. در نتیجه انتزاع یک دید کلی از یک شیء بحساب می‌آید. در واقع Client نباید نسبت به نحوه پیاده سازی سرویس هایی که از آن استفاده می کند هیچ اطلاعاتی داشته باشد. اینترفیس ها رابط کلاس سرویس و کلاینت هستند.
•  Injector: Injector وظیفه معرفی سرویس ها به کلاینت را بر عهده داردInjector ها عموماً به صورت پکیج های خارجی در زبان های مختلف برنامه نویسی وجود دارند و لازم نیست برنامه نویس خودش یک injector توسعه دهد.

دلیل استفاده از تزریق وابستگی:

• کاهش قابلیت گسترش برنامه
• کاهش قابلیت نگهداری
• کاهش قابلیت استفاده مجدد
• کاهش قابلیت تست

روش ها استفاده از تزریق وابستگی در جاوا:

1. سازنده (Constructor Injection):

2. متد (Method Injection):

همان طور که درسازنده گفتیم کلاس سطح بالا حتما و حتما از یک کلاس سطح پایین برای اجرای فرآیند پیش‌فرض خود استفاده میکند. حال اگر بخواهیم تنها یک متد مشخص از یک کلاس را درگیر بحث تزریق وابستگی کنیم باید آن وابستگی را به یک آرگومان، یک متد مشخص ارسال کنیم. بنابراین تزریق متد تنها و تنها روی یک متد مشخص صورت میگیرد و طی آن وابستگی‌های کلاس‌های سطح پایین به متدی از کلاس سطح بالا ارسال می‌شود.

مثال از تزریق وابستگی در جاوا:

اکنون که با تزریق وابستگی در جاوا آشنا شدید، میخواهیم این روش را در قالب یک مثال کاربردی برای درک بهتر موضوع برای شما عزیزان بیان کنیم.

فرض کنید شما قصد دارید در سیستم خود یک بخش برای ارسال ایمیل پس از ثبت نظر کاربر ایجاد نمایید. شما کلاسی ایجاد خواهید کرد که با استفاده از کلاس پیش فرض ایمیل این کار را برای شما انجام دهد. حالا مدتی بعد مدیرپروژه به شما می گوید که می خواهد به سیستم نظرات خود قابلیت ارسال پیامک را اضافه کند. خوب حالا شما چه کار میکنید؟ یک کلاس دیگر مجددا برای ارسال پیامک ایجاد خواهید کرد که از کلاس پیش فرض ارسال پیامک شما استفاده کند. در واقع ما با هر بار درخواست، دائماً در حال تغییر کدهای نوشته شده داخل کلاس هستیم.

پس چه کاری انجام دهیم که مجبور به تغییر زمان بر کدها نباشیم؟

بله استفاده از تزریق وابستگی در جاوا. همانطور که می دانیم هم ایمیل و هم پیامک یک گیرنده و یک متن دارند البته ممکن است در برخی موارد مانند سرویس دهنده متفاوت باشند اما نتیجه نهایی هر دو ارسال پیام به کاربر است.

پس در اینجا می توانیم با استفاده از تزریق وابستگی در جاوا و یک رابط کاربری یا همان Interface کلاس مادر خود را طوری ایجاد کنیم که به راحتی از آن استفاده کنیم و بتوانیم اگر روزی نیاز به استفاده از روش های دیگری همچون ارسال پیام صوتی و تصویری و.. بود از همین کلاس استفاده نماییم.

حالا میخواهیم نمونه کدی را با استفاده از تزریق وابستگی در جاوا، مورد بررسی قرار دهیم: کلاسی داریم بنام MessageService که کار ارسال پیام را به چند صورت می خواهد انجام دهد. ما دو کلاس برای ارسال پیام ایجاد کرده ایم که دو نوع پیام را ارسال میکند. بدون استفاده از DI که مخفف Dependency Injection است کدهای ما بصورت زیر خواهد بود:

class TypeA{
 sendMessage(){
---------
---------
}
}
 
class TypeB{
 sendMessage(){
---------
---------
}
}
class SendMessageApplication{
main(){
 send(type);
}

send(int type){
if(type == 1){
TypeA a = new TypeA();
 a.sendMessage();
}else{
TypeB b = new TypeB();
b.sendMessage();
}
}
}

interface MessageService{

sendMessage();

}

class TypeA implements MessageService{

void sendMessage(){

 //------------

 //------------

}

}
 

class TypeB implements MessageService{

void sendMessage(){

 //-----------

//-----------

}

}

//----------------------------------------------------

class MessageApplication{

MessageService messageService;

void setMessageService(MessageService service){

this.messageService = service;

}

void sendMessage(){

messageService.sendMessage();

}

}