Scala编程的蛋糕模式和依赖注入
如果你是一个Java开发者，熟悉 依赖注入 模式, 深度依赖Spring框架的话，在使用Scala做开发时，会遇到一个问题，在Scala世界里，如何实现类似Spring框架的依赖注入呢？
尽管函数式编程的信徒认为他们不需要DI框架，高阶(high-order)函数足够了。但是对于同时支持面向对象的编程和函数式编程的Scala来说，依赖注入是很好的实现应用的一种设计模式。
蛋糕模式(Cake pattern)是Scala实现依赖注入的方式之一。
蛋糕模式是 Scala 之父 Martin Odersky 在其论文 Scalable Component Abstractions 中首先提到。
什么是蛋糕模式呢? 一个非正式的但是很形象的解释是：
- 蛋糕有很多风味， 你可以根据你的需要增加相应的风味。依赖注入就是增加调料。
- 蛋糕有很多层 (layer)。如果你想要一个更大的蛋糕你就可以增加更多的层。
我们先以Spring常用的User数据库读取的实现为例，看看Scala 风格的依赖注入(蛋糕模式)是如何实现的。
Java/Spring风格的依赖注入实现
一个传统的Spring实现是将程序划分为"Repository"层(DAO layer) 和Service层。
case class User (name:String)
trait UserRepository {
def create(user: User)
def find(name: String)
def update(user: User)
def delete(user: User)
}
class MockUserRepository extends UserRepository {
def create(user: User) = println( "creating user: " + user)
def find(name: String) = println( "finding user: " + name)
def update(user: User) = println( "udating user: " + user)
def delete(user: User) = println( "deleting user: " + user)
}
class UserService {
@Resource
var userRepository: UserRepository = _
def create(user: User) = userRepository.create(user)
def find(name: String) = userRepository.find(name)
def update(user: User) = userRepository.update(user)
def delete(user: User) = userRepository.delete(user)
}
我们可能有多个UserRepository的实现， 比如JPA, JDBC, Hibernate, iBATIS 等，然后将具体的实现通过Spring注入到 UserService中。这里我们用一个Mock来简单这些这个Trait, 然后模拟Spring注入，(Spring会根据配置和Reflect自动实现实例化和注入，这里我们只是模拟其原理，并没有使用Spring框架)：
object Main extends App {
val service = new UserService()
val userRepository = new MockUserRepository()
service.userRepository = userRepository // inject userRepository into userService
service.create(User( "user" ))
}
Scala/Cake pattern实现依赖注入
和上面的代码类似，我们有三个class/trait:UserRepository,MockUserRepository和UserService， 其中MockUserRepository是UserRepository的具体实现，
现在我们想把MockUserRepository注入到UserService。注意UserService和UserRepository目前没有任何依赖关系。
Scala的蛋糕模式中我们需要声明几个Component：
trait UserRepositoryComponent {
val userRepository:UserRepository
}
和
trait UserServiceComponent {
this : UserRepositoryComponent =>
val userService: UserService
}
这里使用 self-type annotation 声明UserServiceComponent需要UserRepositoryComponent(this: UserRepositoryComponent =>)。 如果需要多个依赖，可以使用下面的格式:
this : Foo with Bar with Baz =>
剩下的就是注入了，生成一个ComponentRegistry对象：
object ComponentRegistry extends UserServiceComponent with UserRepositoryComponent {
override val userRepository: UserRepository = new MockUserRepository
override val userService: UserService = new UserService(userRepository)
}
挺漂亮的实现， 如果相应的依赖没有提供，或者拼写错误等，编译时能立刻提示我们。
这还有一个好处就是所有的对象都是val类型的。
这样你就可以通过ComponentRegistry.userService来使用顶层的组件了。
这样我们可以实现一种"干净"的方式实现不同的组件注入，比如我们想单元测试userService，其中它的依赖userRepository通过mock的方式提供：
import org.scalatest.mock.MockitoSugar
import org.mockito.Matchers._
import org.mockito.Mockito._
trait TestEnvironment extends UserServiceComponent with UserRepositoryComponent {
val userRepository = MockitoSugar.mock[UserRepository]
val userService = new UserService(userRepository)
}
object Test extends App with TestEnvironment {
val user = User( "user" )
userService.create(user)
verify(userRepository, times( 1 )).create(any[User])
}
可以很方便的为测试实现新的依赖注入，其中userRepository由mock实现。
这就是蛋糕模式的实现。通过 component trait 抽象接口和依赖，最后在一个ComponentRegistry注入各个具体的实现。