## **简介**
容器，字面上理解就是装东西的东西，常见的变量、对象属性等都可以算是容器。一个容器能够装什么，全部取决于你对该容器的定义。至于IoC容器——Laravel的核心（服务容器），它存放的不是文本、数值，而是对象、对象的描述（类、接口）或者是提供对象的回调，通过这种容器，我们得以实现许多高级的功能，比如 “解耦” 、“依赖注入（DI）”。
## **IoC容器诞生的故事**
从前的世界怪物横行，我们需要超人用超能力来维护世界和平。
我们把一个“超人”作为一个类`class Superman {}` ，可以想像，一个超人诞生的时候肯定拥有至少一个超能力，这个超能力也可以抽象为一个对象，为这个对象定义一个描述他的类吧。一个超能力肯定有多种属性、（操作）方法，这个可尽情的想象：
~~~
class Power {
/**
* 能力值
*/
protected $ability;
/**
* 能力范围或距离
*/
protected $range;
public function __construct($ability, $range)
{
$this->ability = $ability;
$this->range = $range;
}
}
~~~
这时候我们回过头，修改一下之前的“超人”类，让一个“超人”创建的时候被赋予一个超能力：
~~~
class Superman
{
protected $power;
public function __construct()
{
$this->power = new Power(999, 100);
}
}
~~~
这样的话，当我们创建一个“超人”实例的时候，同时也创建了一个“超能力”的实例，但是，我们看到了一点，“超人”和“超能力”之间不可避免的产生了一个依赖。
在一个贯彻面向对象编程的项目中，这样的依赖随处可见。少量的依赖并不会有太过直观的影响，我们随着这个例子逐渐铺开，让大家慢慢意识到，当依赖达到一个量级时，是怎样一番噩梦般的体验。
### **一堆乱麻——可怕的依赖**
在上例中，超能力被实例化为一个具体的超能力，但我们知道，超人的超能力是多元化的，每种超能力的方法、属性都有不小的差异，没法通过一种类描述完全。我们假设超人可以有以下多种超能力：
* 飞行，属性有：飞行速度、持续飞行时间
* 蛮力，属性有：力量值
* 能量弹，属性有：伤害值、射击距离、同时射击个数
我们创建了如下类：
~~~
class Flight
{
protected $speed;
protected $holdtime;
public function __construct($speed, $holdtime) {}
}
class Force
{
protected $force;
public function __construct($force) {}
}
class Shot
{
protected $atk;
protected $range;
protected $limit;
public function __construct($atk, $range, $limit) {}
}
//为了省事儿我没有详细写出`__construct()`这个构造函数的全部，只写了需要传递的参数
~~~
好了，这下我们的超人有点“忙”了。在超人初始化的时候，我们会根据需要来实例化其拥有的超能力吗，大致如下：
~~~
class Superman
{
protected $power;
public function __construct()
{
$this->power = new Fight(9, 100);
// $this->power = new Force(45);
// $this->power = new Shot(99, 50, 2);
/*
$this->power = array(
new Force(45),
new Shot(99, 50, 2)
);
*/
}
}
~~~
我们需要自己手动的在构造函数内（或者其他方法里）实例化一系列需要的类，这样并不好。可以想象，假如需求变更（不同的怪物横行地球），需要更多的有针对性的新的超能力，或者需要变更超能力的方法，我们必须 重新改造 超人。换句话说就是，改变超能力的同时，我还得重新制造个超人。
这时，灵机一动的人想到：为什么不可以这样呢？超人的能力可以被随时更换，只需要添加或者更新一个芯片或者其他装置啥的（想到钢铁侠没）。这样的话就不要整个重新来过了。
也就是说，我们不再在“超人”类中固化了它的“超能力”初始化的行为，而转由外部负责，由外部创造超能力模组、装置或者芯片等（我们后面统一称为 “模组”），植入超人体内的某一个接口，这个接口是一个既定的，只要这个 “模组” 满足这个接口的装置都可以被超人所利用，可以提升、增加超人的某一种能力。**这种由外部负责其依赖需求的行为，我们可以称其为 “控制反转（IoC）”。**
## **工厂模式，依赖转移**
我们可以想到，组件、工具（或者超人的模组），是一种可被生产的玩意儿，生产的地方当然是 “工厂（Factory）”，于是有人就提出了这样一种模式： 工厂模式。
工厂模式，顾名思义，就是一个类所依赖的外部事物的实例，都可以被一个或多个 “工厂” 创建的这样一种开发模式，就是 “工厂模式”。
我们为了给超人制造超能力模组，我们创建了一个工厂，它可以制造各种各样的模组，且仅需要通过一个方法：
~~~
class SuperModuleFactory
{
public function makeModule($moduleName, $options)
{
switch ($moduleName) {
case 'Fight':
return new Fight($options[0], $options[1]);
case 'Force':
return new Force($options[0]);
case 'Shot':
return new Shot($options[0], $options[1], $options[2]);
}
}
}
~~~
然后，超人 创建之初就可以使用这个工厂！
~~~
class Superman
{
protected $power;
public function __construct()
{
// 初始化工厂
$factory = new SuperModuleFactory;
// 通过工厂提供的方法制造需要的模块
$this->power = $factory->makeModule('Fight', [9, 100]);
// $this->power = $factory->makeModule('Force', [45]);
// $this->power = $factory->makeModule('Shot', [99, 50, 2]);
/*
$this->power = array(
$factory->makeModule('Force', [45]),
$factory->makeModule('Shot', [99, 50, 2])
);
*/
}
}
~~~
可以看得出，我们不再需要在超人初始化之初，去初始化许多第三方类，只需初始化一个工厂类，即可满足需求。但这样似乎和以前区别不大，只是没有那么多 new 关键字。其实我们稍微改造一下这个类，你就明白，工厂类的真正意义和价值了。
~~~
class Superman
{
protected $power;
public function __construct(array $modules)
{
// 初始化工厂
$factory = new SuperModuleFactory;
// 通过工厂提供的方法制造需要的模块
foreach ($modules as $moduleName => $moduleOptions) {
$this->power[] = $factory->makeModule($moduleName, $moduleOptions);
}
}
}
// 创建超人
$superman = new Superman([
'Fight' => [9, 100],
'Shot' => [99, 50, 2]
]);
~~~
现在修改的结果令人满意。现在，“超人” 的创建不再依赖任何一个 “超能力” 的类，我们如若修改了或者增加了新的超能力，只需要针对修改 SuperModuleFactory 即可。扩充超能力的同时不再需要重新编辑超人的类文件，使得我们变得很轻松。但是，这才刚刚开始。
## **IoC容器的重要组成——依赖注入**
由 “超人” 对 “超能力” 的依赖变成 “超人” 对 “超能力模组工厂” 的依赖后，对付小怪兽们变得更加得心应手。但这也正如你所看到的，依赖并未解除，只是由原来对多个外部的依赖变成了对一个 “工厂” 的依赖。假如工厂出了点麻烦，问题变得就很棘手。
> 其实大多数情况下，工厂模式已经足够了。工厂模式的缺点就是：接口未知（即没有一个很好的契约模型）、产生对象类型单一。总之就是，还是不够灵活（为了讲解后面的依赖注入 ，这里就先夸大一下工厂模式的缺陷）。
我们知道，超人依赖的模组，我们要求有统一的接口，这样才能和超人身上的注入接口对接，最终起到提升超能力的效果。
但由于工厂模式下，所有的模组都已经在工厂类中安排好了（生产能力受限），如果有新的、高级的模组加入，我们必须修改工厂类（好比增加新的生产线）：
~~~
class SuperModuleFactory
{
public function makeModule($moduleName, $options)
{
switch ($moduleName) {
case 'Fight':
return new Fight($options[0], $options[1]);
case 'Force':
return new Force($options[0]);
case 'Shot':
return new Shot($options[0], $options[1], $options[2]);
// case 'more': .......
// case 'and more': .......
// case 'and more': .......
// case 'oh no! its too many!': .......
}
}
}
~~~
由于对超能力模组的需求不断增大，我们需要集合整个世界的高智商人才，一起解决问题，不应该仅仅只有几个工厂垄断负责。不过高智商人才们都非常自负，认为自己的想法是对的，创造出的超能力模组没有统一的接口，自然而然无法被正常使用。这时我们需要提出一种契约，这样无论是谁创造出的模组，都符合这样的接口，自然就可被正常使用。
~~~
interface SuperModuleInterface
{
/**
*超能力激活方法
*任何一个超能力都得有该方法，并拥有一个参数
*@param array $target 针对目标，可以是一个或多个，自己或他人
**/
public function activate(array $target);
}
~~~
上文中，我们定下了一个接口 （超能力模组的规范、契约），所有被创造的模组必须遵守该规范，才能被生产。
这时候，那些提出更好的超能力模组的高智商人才，遵循这个接口，创建了下述（模组）类：
~~~
/**
* 天生能量工厂
*/
class XPower implements SuperModuleInterface
{
public function activate(array $target)
{
// 这只是个例子。。具体自行脑补
}
}
/**
* 外力武器工厂
*/
class UltraBomb implements SuperModuleInterface
{
public function activate(array $target)
{
// 这只是个例子。。具体自行脑补
}
}
~~~
改造完毕！现在，当我们初始化 “超人” 类的时候，提供的模组实例必须是一个`SuperModuleInterface`接口的实现。否则就会提示错误。
### **什么叫做依赖注入**
本文从开头到现在提到的一系列依赖，只要不是由内部生产（比如初始化、构造函数 \_\_construct 中通过工厂方法、自行手动 new 的），而是由外部以参数或其他形式注入的，都属于依赖注入（DI） 。是不是豁然开朗？事实上，就是这么简单。下面就是一个典型的依赖注入：
~~~
// 超能力模组
$superModule = new XPower;
// 初始化一个超人，并注入一个超能力模组依赖
$superMan = new Superman($superModule);
~~~
关于依赖注入这个本文的主要配角，也就这么多需要讲的。理解了依赖注入，我们就可以继续深入问题。慢慢走近今天的主角……
## **更为先进得工厂——IoC容器**
刚刚初始化一个超人时，我们手动创建了一个超能力模组，手动创建超人并注入了刚刚创建超能力得模组。so，手动？。。。
一群怪兽来了，如此低效率产出超人是不现实，我们需要自动化 —— 最多一条指令，千军万马来相见。我们需要一种高级的生产车间，我们只需要向生产车间提交一个脚本，工厂便能够通过指令自动化生产。这种更为高级的工厂，就是工厂模式的升华 —— IoC 容器。
~~~
class Container
{
protected $binds;
protected $instances;
public function bind($abstract, $concrete)
{
if ($concrete instanceof Closure) {
$this->binds[$abstract] = $concrete;
} else {
$this->instances[$abstract] = $concrete;
}
}
public function make($abstract, $parameters = [])
{
if (isset($this->instances[$abstract])) {
return $this->instances[$abstract];
}
array_unshift($parameters, $this);
return call_user_func_array($this->binds[$abstract], $parameters);
}
}
~~~
这时候，一个十分粗糙的容器就诞生了。现在的确很简陋，但不妨碍我们进一步提升他。先着眼现在，看看这个容器如何使用吧！
~~~
// 创建一个容器（后面称作超级工厂）
$container = new Container;
// 向该 超级工厂添加超人的生产脚本
$container->bind('superman', function($container, $moduleName) {
return new Superman($container->make($moduleName));
});
// 向该 超级工厂添加超能力模组的生产脚本
$container->bind('xpower', function($container) {
return new XPower;
});
// 同上
$container->bind('ultrabomb', function($container) {
return new UltraBomb;
});
// ****************** 华丽丽的分割线 **********************
// 开始启动生产
$superman_1 = $container->make('superman', 'xpower');
$superman_2 = $container->make('superman', 'ultrabomb');
$superman_3 = $container->make('superman', 'xpower');
// ...随意添加
~~~
看到没？通过最初的 绑定（`bind`） 操作，我们向 超级工厂 注册了一些生产脚本，这些生产脚本在生产指令下达之时便会执行。发现没有？我们彻底的解除了 超人 与 超能力模组 的依赖关系，更重要的是，容器类也丝毫没有和他们产生任何依赖！我们通过注册、绑定的方式向容器中添加一段可以被执行的回调（可以是匿名函数、非匿名函数、类的方法）作为生产一个类的实例的 脚本 ，只有在真正的 生产（`make`） 操作被调用执行时，才会触发。
这样一种方式，使得我们更容易在创建一个实例的同时解决其依赖关系，并且更加灵活。当有新的需求，只需另外绑定一个“生产脚本”即可。
实际上，真正的 IoC 容器更为高级。我们现在的例子中，还是需要手动提供超人所需要的模组参数，但真正的 IoC 容器会根据类的依赖需求，自动在注册、绑定的一堆实例中搜寻符合的依赖需求，并自动注入到构造函数参数中去。Laravel 框架的服务容器正是这么做的。（这种自动搜寻依赖需求的功能，是通过[反射（Reflection）](http://php.net/manual/zh/book.reflection.php)实现的，恰好的，php 完美的支持反射机制！
现在，到目前为止，我们已经不再惧怕怪兽们了。高智商人才集思广益，井井有条，根据接口契约创造规范的超能力模组。超人开始批量产出。最终，人人都是超人，你也可以是哦！
## **重新审视Laravel的核心**
现在，我们开始慢慢解读 Laravel 的核心。其实，Laravel 的核心就是一个 IoC 容器，也恰好是我之前所说的高级的 IoC 容器。
Laravel 的核心本身十分轻量，并没有什么很神奇很实质性的应用功能。很多人用到的各种功能模块比如 Route（路由）、Eloquent ORM（数据库 ORM 组件）、Request（请求）以及 Response（响应）等等等等，实际上都是与核心无关的类模块提供的，这些类从注册到实例化，最终被你所使用，其实都是 Laravel 的服务容器负责的。
我们以大家最常见的 Route 类作为例子。大家可能经常见到路由定义是这样的：
~~~
Route::get('/', function() {
// bla bla bla...
});
~~~
实际上， Route 类被定义在这个命名空间：`Illuminate\Routing\Router`，文件`vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Routing/Router.php`。
我们通过打开发现，这个类的这一系列方法，如`get`，`post`，`any`等都不是静态（`static`）方法，这是怎么一回事儿？不要急，我们继续。
### **服务提供者**
我们在前文介绍 IoC 容器的部分中，提到了，一个类需要绑定、注册至容器中，才能被“制造”。也就是说，让我们需要某个服务时，就得先注册、绑定这个服务到容器，那么提供服务并绑定服务至容器的东西，就是服务提供者（Service Provider）。
虽然绑定一个类到容器不一定非要通过服务提供者，但我们知道，有时候我们的类、模块会有需要其他类和组件的情况，为了保证初始化阶段不会出现所需要的模块和组件没有注册的情况，Laravel 将注册和初始化行为进行拆分，注册的时候就只能注册，初始化的时候就是初始化。拆分后的产物就是现在的服务提供者。
服务提供者主要分为两个部分，`register`（注册） 和`boot`（引导、初始化），具体参考[文档](https://xueyuanjun.com/post/91.html)。`register`负责进行向容器注册“脚本”，但要注意注册部分不要有对未知事物的依赖，如果有，就要移步至`boot`部分。
## **门面（Facade）**
我们现在解答之前关于 Route 的方法为何能以静态方法访问的问题。简单说来就是模拟一个类，提供一个静态魔术方法`__callStatic`，并将该静态方法映射到真正的方法上。
我们使用的 Route 类实际上是`Illuminate\Support\Facades\Route`通过`class_alias()`函数创造的别名而已，这个类被定义在文件`vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Support/Facades/Route.php`。
我们打开文件一看……诶？怎么只有这么简单的一段代码呢？
~~~
<?php
namespace Illuminate\Support\Facades;
/**
* @see \Illuminate\Routing\Router
*/
class Route extends Facade {
/**
* Get the registered name of the component.
*
* @return string
*/
protected static function getFacadeAccessor()
{
return 'router';
}
}
~~~
上述简单的定义中，我们看到这个类继承了一个叫做`Facade`的类，然后`getFacadeAccessor`方法返回了一个`route`，这是什么意思呢？事实上，这个值被一个`ServiceProvider`注册过，大家应该知道注册了个什么，当然是那个真正的路由类！
