为什么依赖注入只在 Java 技术栈中流行，在 go 和 cpp 没有大量使用？
许多开发者在讨论依赖注入（Dependency Injection，DI）时，常常会将其与 Java 技术栈紧密联系在一起。确实，在 Java 生态系统中，Spring 框架的普及使得 DI 成为了构建大型、可维护应用程序的标准模式。然而，将 DI 视为 Java 独有的概念，或者认为它在 Go 和 C++ 中“没有大量使用”的说法，可能有些片面。更准确的说法是，DI 的流行程度、实现方式以及开发者对其的认知在不同的语言和生态中有显著差异。
让我们深入剖析一下，为什么 DI 在 Java 中显得如此突出，以及它在 Go 和 C++ 中为何呈现出不同的景象。
Java 和 DI：完美契合的生态
Java 拥有悠久的历史和成熟的生态系统，这为 DI 的兴起提供了肥沃的土壤。有几个关键因素促成了这一点：
1. 面向对象的范式是基础： Java 是一门纯粹的面向对象语言。面向对象的设计原则，如封装、继承、多态，天然地鼓励将复杂系统分解为相互协作的对象。DI 正是这一理念的延伸，它通过管理对象之间的依赖关系，让对象更加“纯粹”，专注于自身职责，而不是负责创建其依赖项。
2. Spring 框架的强大推动力： Spring 框架是 Java 生态中最具影响力的框架之一，而 DI 是 Spring 的核心基石。Spring IoC (Inversion of Control) 容器能够自动创建、配置和管理应用程序中的对象（称为 Beans），并将它们“注入”到需要它们的组件中。这种声明式的配置方式（通过 XML、注解或 Java Config）极大地简化了对象图的构建和维护。
解决“意大利面条式代码”： 在 Spring 出现之前，Java 应用程序中的依赖管理常常是手动完成的，开发者需要频繁地使用 `new` 关键字来创建对象。当一个类依赖于多个其他类时，这种手动管理会变得异常复杂，容易出现紧耦合、难以测试和维护的代码（俗称“意大利面条式代码”）。
提高可测试性： DI 的核心优势之一就是提高代码的可测试性。通过将依赖项作为构造函数参数、setter 方法参数或接口注入，我们可以在测试时轻松地用模拟对象（mocks）或桩对象（stubs）替换真实的依赖项，从而隔离被测试单元，进行单元测试。Spring 提供了强大的测试支持，与 DI 模式无缝集成。
支持生命周期管理和AOP： Spring IoC 容器不仅仅是注入依赖，它还负责管理 Bean 的生命周期，提供实例化、初始化、销毁等能力。此外，DI 也与 AspectOriented Programming (AOP) 结合得天衣无缝，可以轻松地在 Bean 的生命周期事件中织入横切关注点，如日志记录、事务管理、安全控制等。
3. 注解驱动的便利性： Java 5 引入的注解（Annotations）极大地提升了 DI 的开发体验。像 `@Autowired`、`@Inject`、`@Component`、`@Service`、`@Repository` 等注解，使得开发者可以以声明式的方式（直接写在代码里）表达依赖关系和组件的身份，而无需编写冗长的 XML 配置文件。这使得 DI 的使用变得更加直观和高效。
4. 社区和文化： 随着 Spring 及其 DI 的广泛应用，Java 社区形成了普遍接受和推崇 DI 的开发文化。许多 Java 开发者在学习和实践中都会接触到 DI，并将其视为一种“最佳实践”。
Go 和 C++：不同的路径，不同的需求
相较于 Java，Go 和 C++ 在设计哲学、生态系统和社区文化上都有显著的差异，这些差异直接影响了 DI 的流行程度和实现方式：
Go：简洁、直接与组合
Go 的设计哲学可以概括为“简单、高效、并发”。它追求语言本身的简洁性，避免引入过多复杂的抽象。
1. 面向接口编程，而非面向具体实现： Go 同样推崇面向接口编程。但与 Java 的类继承不同，Go 的接口是一种隐式实现的鸭子类型（duck typing）。这意味着一个类型只要实现了接口定义的所有方法，就自动实现了该接口，无需显式声明。
显式传递，而非隐式注入： Go 语言的设计倾向于将依赖通过函数参数或方法参数显式传递。这种风格在很多情况下更直接，也更容易理解。比如：
```go
type Greeter interface {
Greet(name string) string
}
type ConsoleGreeter struct {}
func (g ConsoleGreeter) Greet(name string) string {
return "Hello, " + name
}
type HelloWorldApp struct {
greeter Greeter // 依赖一个接口
}
// 显式通过构造函数注入
func NewHelloWorldApp(greeter Greeter) HelloWorldApp {
return &HelloWorldApp{greeter: greeter}
}
func (app HelloWorldApp) Run() {
fmt.Println(app.greeter.Greet("World"))
}
func main() {
greeter := &ConsoleGreeter{}
app := NewHelloWorldApp(greeter) // 显式创建并传递依赖
app.Run()
}
```
在这种模式下，`HelloWorldApp` 明确地接收一个 `Greeter` 接口类型的参数来构建自己。这种“显式传递”在 Go 中被视为一种自然和直接的方式来管理依赖，它减少了对第三方框架的依赖，也降低了心智负担。
2. 没有统一的“IoC 容器”概念： Go 的标准库和主流的第三方库中，没有像 Spring 那样一个无处不在的、负责自动扫描、注册和注入所有依赖的“IoC 容器”。开发者通常会自己编写简单的构造函数或工厂函数来组装对象。
第三方 DI 库的存在： 当然，Go 社区也有一些 DI 库，例如 `google/wire`、`ubergo/fx`。这些库提供了更现代、更声明式的 DI 解决方案。`wire` 是一种生成器，它通过编译时检查来生成创建依赖图的代码，避免了运行时反射的开销，并且提供了更好的类型安全。`fx` 则更接近 Spring 的概念，提供了模块化、生命周期管理和依赖注入。
场景决定使用： 然而，这些库的使用并非像 Java 的 Spring 那样是“默认”或“必需”的。对于许多小型或中型的 Go 项目，手动管理依赖或使用简单的工厂模式已经足够，引入一个完整的 DI 框架反而可能是一种过度设计。DI 在 Go 中更多地被视为一种模式，其使用程度取决于项目的复杂度和开发者的偏好，而不是一种语言特性或强制要求。
3. 并发模型与 DI： Go 的核心优势在于其并发模型（Goroutines 和 Channels）。DI 本身与并发模型并不冲突，但 Go 的并发模式有时会影响到 DI 的实现方式。例如，在并发环境中管理共享状态的依赖时，需要特别注意同步问题，这可能使得一些传统的、基于全局容器的 DI 方法不够直接。
C++：性能、控制与手动管理
C++ 是一门非常底层且注重性能的语言，它提供了极高的控制力，同时也带来了更多的复杂性。
1. 内存管理与生命周期： C++ 的手动内存管理（`new`/`delete`）或智能指针（`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`）使得对象生命周期管理成为一个核心关注点。DI 的核心是管理对象的创建和生命周期，在 C++ 中，这意味着开发者需要仔细考虑如何将对象的创建、销毁以及依赖的生命周期绑定在一起。
RAII（Resource Acquisition Is Initialization）： C++ 社区广泛推崇 RAII 原则，即资源（包括对象本身）的获取与对象的初始化绑定，资源的释放与对象的析构绑定。这使得对象在其作用域内自动管理其生命周期。DI 模式可以很好地与 RAII 结合，例如通过构造函数注入智能指针。
2. 性能敏感性： C++ 常用于对性能要求极高的场景，如游戏开发、嵌入式系统、高性能计算等。一些基于反射或运行时代理的 DI 实现方式（常见于一些 Java DI 框架）在 C++ 中可能会引入不可接受的性能开销。
编译时 DI： 因此，在 C++ 中，更流行的 DI 实现方式往往是编译时的。例如，通过模板元编程、工厂模板、或像 Boost.DI 这样的库，它们在编译阶段就完成了依赖图的构建和对象的实例化，避免了运行时开销。
更倾向于手动注入和工厂模式： 很多 C++ 开发者仍然偏爱手动注入，即在对象的创建点显式地传递依赖。例如，使用工厂函数或类来创建对象，并将它们注入到其他对象中。
```cpp
class ILogger {
public:
virtual ~ILogger() = default;
virtual void log(const std::string& message) = 0;
};
class ConsoleLogger : public ILogger {
public:
void log(const std::string& message) override {
std::cout << message << std::endl;
}
};
class MyService {
ILogger logger_; // 依赖一个接口
public:
// 构造函数注入
MyService(ILogger logger) : logger_(logger) {}
void doSomething() {
logger_>log("Doing something...");
}
};
int main() {
ConsoleLogger logger;
MyService service(&logger); // 手动创建依赖并注入
service.doSomething();
return 0;
}
```
这种方式非常直接，易于理解，并且几乎没有运行时开销。
3. 缺乏统一的“框架文化”： 尽管 C++ 有许多优秀的库和框架（如 STL、Boost），但其生态系统不像 Java 的 Spring 那样，围绕着一个统一的、主导性的应用框架。C++ 项目通常更加模块化，开发者根据需要选择库，而不是遵循一个固定的框架模式。因此，也就没有一个像 Spring IoC 容器那样能够广泛推广 DI 模式的“中心”。
4. C++ 标准库的演进： 随着 C++ 标准的不断发展，一些语言特性（如 C++11 的智能指针、C++17 的结构化绑定）使得依赖管理和生命周期控制变得更加容易和安全，这在一定程度上也减少了对复杂 DI 框架的依赖。
总结：DI 的普及度差异而非不存在
总而言之，DI 在 Java 技术栈中之所以显得格外流行，主要是因为 Spring 框架提供了强大且易用的 DI 解决方案，并且与 Java 的面向对象特性、注解机制以及社区文化形成了良性循环。
而在 Go 和 C++ 中，DI 的“流行度”不如 Java，更多的是因为：
Go 倾向于简洁、显式的依赖传递，并有优秀的第三方库（如 `wire`）提供编译时 DI。 DI 是一种可选的模式，而非强制。
C++ 注重性能和底层控制，更倾向于编译时 DI、手动注入或 RAII，并且缺乏一个像 Spring 那样统一的框架文化来推广 DI。
这并不意味着 DI 在 Go 和 C++ 中没有被使用，而是它以更适合各自语言特性、生态系统和开发者习惯的方式存在和实践着。 开发者会根据项目的规模、性能需求以及团队的偏好来选择是否以及如何使用 DI。将 DI 仅仅视为 Java 的专利，是对其他语言中优秀设计模式实践的忽视。
让我们深入剖析一下，为什么 DI 在 Java 中显得如此突出，以及它在 Go 和 C++ 中为何呈现出不同的景象。
Java 和 DI：完美契合的生态
Java 拥有悠久的历史和成熟的生态系统，这为 DI 的兴起提供了肥沃的土壤。有几个关键因素促成了这一点：
1. 面向对象的范式是基础： Java 是一门纯粹的面向对象语言。面向对象的设计原则，如封装、继承、多态，天然地鼓励将复杂系统分解为相互协作的对象。DI 正是这一理念的延伸，它通过管理对象之间的依赖关系，让对象更加“纯粹”，专注于自身职责，而不是负责创建其依赖项。
2. Spring 框架的强大推动力： Spring 框架是 Java 生态中最具影响力的框架之一，而 DI 是 Spring 的核心基石。Spring IoC (Inversion of Control) 容器能够自动创建、配置和管理应用程序中的对象（称为 Beans），并将它们“注入”到需要它们的组件中。这种声明式的配置方式（通过 XML、注解或 Java Config）极大地简化了对象图的构建和维护。
解决“意大利面条式代码”： 在 Spring 出现之前，Java 应用程序中的依赖管理常常是手动完成的，开发者需要频繁地使用 `new` 关键字来创建对象。当一个类依赖于多个其他类时，这种手动管理会变得异常复杂，容易出现紧耦合、难以测试和维护的代码（俗称“意大利面条式代码”）。
提高可测试性： DI 的核心优势之一就是提高代码的可测试性。通过将依赖项作为构造函数参数、setter 方法参数或接口注入，我们可以在测试时轻松地用模拟对象（mocks）或桩对象（stubs）替换真实的依赖项，从而隔离被测试单元，进行单元测试。Spring 提供了强大的测试支持，与 DI 模式无缝集成。
支持生命周期管理和AOP： Spring IoC 容器不仅仅是注入依赖，它还负责管理 Bean 的生命周期，提供实例化、初始化、销毁等能力。此外，DI 也与 AspectOriented Programming (AOP) 结合得天衣无缝，可以轻松地在 Bean 的生命周期事件中织入横切关注点，如日志记录、事务管理、安全控制等。
3. 注解驱动的便利性： Java 5 引入的注解（Annotations）极大地提升了 DI 的开发体验。像 `@Autowired`、`@Inject`、`@Component`、`@Service`、`@Repository` 等注解，使得开发者可以以声明式的方式（直接写在代码里）表达依赖关系和组件的身份，而无需编写冗长的 XML 配置文件。这使得 DI 的使用变得更加直观和高效。
4. 社区和文化： 随着 Spring 及其 DI 的广泛应用，Java 社区形成了普遍接受和推崇 DI 的开发文化。许多 Java 开发者在学习和实践中都会接触到 DI，并将其视为一种“最佳实践”。
Go 和 C++：不同的路径，不同的需求
相较于 Java，Go 和 C++ 在设计哲学、生态系统和社区文化上都有显著的差异，这些差异直接影响了 DI 的流行程度和实现方式：
Go：简洁、直接与组合
Go 的设计哲学可以概括为“简单、高效、并发”。它追求语言本身的简洁性，避免引入过多复杂的抽象。
1. 面向接口编程，而非面向具体实现： Go 同样推崇面向接口编程。但与 Java 的类继承不同，Go 的接口是一种隐式实现的鸭子类型（duck typing）。这意味着一个类型只要实现了接口定义的所有方法，就自动实现了该接口，无需显式声明。
显式传递，而非隐式注入： Go 语言的设计倾向于将依赖通过函数参数或方法参数显式传递。这种风格在很多情况下更直接，也更容易理解。比如：
```go
type Greeter interface {
Greet(name string) string
}
type ConsoleGreeter struct {}
func (g ConsoleGreeter) Greet(name string) string {
return "Hello, " + name
}
type HelloWorldApp struct {
greeter Greeter // 依赖一个接口
}
// 显式通过构造函数注入
func NewHelloWorldApp(greeter Greeter) HelloWorldApp {
return &HelloWorldApp{greeter: greeter}
}
func (app HelloWorldApp) Run() {
fmt.Println(app.greeter.Greet("World"))
}
func main() {
greeter := &ConsoleGreeter{}
app := NewHelloWorldApp(greeter) // 显式创建并传递依赖
app.Run()
}
```
在这种模式下，`HelloWorldApp` 明确地接收一个 `Greeter` 接口类型的参数来构建自己。这种“显式传递”在 Go 中被视为一种自然和直接的方式来管理依赖，它减少了对第三方框架的依赖，也降低了心智负担。
2. 没有统一的“IoC 容器”概念： Go 的标准库和主流的第三方库中，没有像 Spring 那样一个无处不在的、负责自动扫描、注册和注入所有依赖的“IoC 容器”。开发者通常会自己编写简单的构造函数或工厂函数来组装对象。
第三方 DI 库的存在： 当然，Go 社区也有一些 DI 库，例如 `google/wire`、`ubergo/fx`。这些库提供了更现代、更声明式的 DI 解决方案。`wire` 是一种生成器，它通过编译时检查来生成创建依赖图的代码，避免了运行时反射的开销，并且提供了更好的类型安全。`fx` 则更接近 Spring 的概念，提供了模块化、生命周期管理和依赖注入。
场景决定使用： 然而，这些库的使用并非像 Java 的 Spring 那样是“默认”或“必需”的。对于许多小型或中型的 Go 项目，手动管理依赖或使用简单的工厂模式已经足够，引入一个完整的 DI 框架反而可能是一种过度设计。DI 在 Go 中更多地被视为一种模式，其使用程度取决于项目的复杂度和开发者的偏好，而不是一种语言特性或强制要求。
3. 并发模型与 DI： Go 的核心优势在于其并发模型（Goroutines 和 Channels）。DI 本身与并发模型并不冲突，但 Go 的并发模式有时会影响到 DI 的实现方式。例如，在并发环境中管理共享状态的依赖时，需要特别注意同步问题，这可能使得一些传统的、基于全局容器的 DI 方法不够直接。
C++：性能、控制与手动管理
C++ 是一门非常底层且注重性能的语言，它提供了极高的控制力，同时也带来了更多的复杂性。
1. 内存管理与生命周期： C++ 的手动内存管理（`new`/`delete`）或智能指针（`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`）使得对象生命周期管理成为一个核心关注点。DI 的核心是管理对象的创建和生命周期，在 C++ 中，这意味着开发者需要仔细考虑如何将对象的创建、销毁以及依赖的生命周期绑定在一起。
RAII（Resource Acquisition Is Initialization）： C++ 社区广泛推崇 RAII 原则，即资源（包括对象本身）的获取与对象的初始化绑定，资源的释放与对象的析构绑定。这使得对象在其作用域内自动管理其生命周期。DI 模式可以很好地与 RAII 结合，例如通过构造函数注入智能指针。
2. 性能敏感性： C++ 常用于对性能要求极高的场景，如游戏开发、嵌入式系统、高性能计算等。一些基于反射或运行时代理的 DI 实现方式（常见于一些 Java DI 框架）在 C++ 中可能会引入不可接受的性能开销。
编译时 DI： 因此，在 C++ 中，更流行的 DI 实现方式往往是编译时的。例如，通过模板元编程、工厂模板、或像 Boost.DI 这样的库，它们在编译阶段就完成了依赖图的构建和对象的实例化，避免了运行时开销。
更倾向于手动注入和工厂模式： 很多 C++ 开发者仍然偏爱手动注入，即在对象的创建点显式地传递依赖。例如，使用工厂函数或类来创建对象，并将它们注入到其他对象中。
```cpp
class ILogger {
public:
virtual ~ILogger() = default;
virtual void log(const std::string& message) = 0;
};
class ConsoleLogger : public ILogger {
public:
void log(const std::string& message) override {
std::cout << message << std::endl;
}
};
class MyService {
ILogger logger_; // 依赖一个接口
public:
// 构造函数注入
MyService(ILogger logger) : logger_(logger) {}
void doSomething() {
logger_>log("Doing something...");
}
};
int main() {
ConsoleLogger logger;
MyService service(&logger); // 手动创建依赖并注入
service.doSomething();
return 0;
}
```
这种方式非常直接，易于理解，并且几乎没有运行时开销。
3. 缺乏统一的“框架文化”： 尽管 C++ 有许多优秀的库和框架（如 STL、Boost），但其生态系统不像 Java 的 Spring 那样，围绕着一个统一的、主导性的应用框架。C++ 项目通常更加模块化，开发者根据需要选择库，而不是遵循一个固定的框架模式。因此，也就没有一个像 Spring IoC 容器那样能够广泛推广 DI 模式的“中心”。
4. C++ 标准库的演进： 随着 C++ 标准的不断发展，一些语言特性（如 C++11 的智能指针、C++17 的结构化绑定）使得依赖管理和生命周期控制变得更加容易和安全，这在一定程度上也减少了对复杂 DI 框架的依赖。
总结：DI 的普及度差异而非不存在
总而言之，DI 在 Java 技术栈中之所以显得格外流行，主要是因为 Spring 框架提供了强大且易用的 DI 解决方案，并且与 Java 的面向对象特性、注解机制以及社区文化形成了良性循环。
而在 Go 和 C++ 中，DI 的“流行度”不如 Java，更多的是因为：
Go 倾向于简洁、显式的依赖传递，并有优秀的第三方库（如 `wire`）提供编译时 DI。 DI 是一种可选的模式，而非强制。
C++ 注重性能和底层控制，更倾向于编译时 DI、手动注入或 RAII，并且缺乏一个像 Spring 那样统一的框架文化来推广 DI。
这并不意味着 DI 在 Go 和 C++ 中没有被使用，而是它以更适合各自语言特性、生态系统和开发者习惯的方式存在和实践着。 开发者会根据项目的规模、性能需求以及团队的偏好来选择是否以及如何使用 DI。将 DI 仅仅视为 Java 的专利，是对其他语言中优秀设计模式实践的忽视。
网友意见
Dependency Injection 只是 Inversion of Control 的一种，其它语言需要进行 IoC 时并不一定需要 DI。Inversion of Control 的概念往往出现在框架当中，意思是从你调用框架提供的函数转变为你提供一个函数让框架选择在正确的时机调用它。（严格来说，这不一定需要是函数，这可以是任何东西，例如界面上的元素。）
对于函数不是变量也不是指针的语言来说，IoC 要求传递一个函数给框架这一点特别崩溃。没错，说的就是你，Java。Java 这一特性我们没办法直接传递函数，只能间接地把函数附着在一个对象上然后传递对象，这导致了后面的一系列问题……
既然 IoC 要传递函数，而 Java 不能传递函数，那怎么办呢？在没有 lambda 这类新功能之前，大家选择了使用 DI。不能传递函数，我整个类甚至整个包塞给你总可以了吧？而且你把这个等待我塞给你的包说成你依赖的包，那就是 DI 了。
支持传递函数的语言没有那么多麻烦事情。JavaScript？直接把函数当作变量一样传来传去。Haskell？人家的设计思想是利用高阶函数把小颗粒度的函数组合成你所需要的函数。
如果你仔细看完整本《设计模式》，你会发现里面很多模式是针对 Java 设计的。一般来说，设计模式是用来弥补语言设计缺陷的。有一件事情，描述它应该很容易，大家也经常描述类似的事情，但这门语言就是不支持，只能发明一个设计模式来描述这件事情。以后大家要描述相似的事情，就请用这个设计模式，虽然写出来的代码并不符合人类对这件事情描述的直觉，但在这门语言里面就是正确的。
《设计模式》里面有多少模式，Java 就有多少缺陷。很多相似的面向对象语言，例如 C#，也有很多同类的缺陷。但一旦你进入函数式编程语言，你会发现这本书里面的绝大部分模式都不适用，因为根本不需要。函数式编程语言内置很直观的方法描述这些事情，不需要通过设计模式来绕圈。
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