golang 库之「依赖注入」

1. 写在最前面

同事在技术分享的时候用了 golang 的 fx 框架，突然想起之前有一次帮别人 review 代码的时候也看到过这个框架。只是大概知道是「依赖注入」的框架，并没有深入分析理解过，包括这个框架的优势、劣势以及适合的场景一概不清楚。知识这个东西，摆在那里就是人家的，学到了才是自己的。所以顺便整理一波，方便后面自己要用的时候，可以很快的上手。

注: 有再一再二，没有再三再四。第一次和第二次看到的时候可以说不理解，但是都第三次和第四次了，这可说不过去了。

2. 依赖注入

2.1 使用场景

维基百科官方话术：「依赖注入是种实现控制反转用于解决依赖性设计模式。一个依赖关系指的是可被利用的一种对象（即服务提供端）。依赖注入是将所依赖的传递给将使用的从属对象（即客户端）。该服务是将会变成客户端的状态一部分。传递服务给客户端，而非允许客户端来建立或寻找服务，是本设计模式的基本要求。」

注：维基百科的这个概念我读了三遍能理解，但是很难深入的分辨出什么场景适合用依赖注入。

这个概念让我陷入了沉思，然后我又不死心的，问了问 chatgpt

chatgpt 的回答如下：

总结：chatgpt 的回答整体上比维基百科理解起来要更简单一点。（ps：遇到不懂的概念可以试试 chatgpt

2.2 框架对比

以下是几个常用的 golang 依赖注入框架：

• google 的 wire : 一个用于管理依赖注入的代码生成工具，它提供了一种简单的方式来定义依赖关系，并生成相应的代码。wire 可以检查和解析依赖关系、生成可重用、高效的代码。官方文档，GitHub - google/wire: Compile-time Dependency Injection for Go

• uber 的 fx：一个基于 wire 构建的更高级的依赖注入框架，它提供了更多的特性和功能，如生命周期的管理、插件系统、服务注册等。fx 旨在提供一种更易于使用和维护的依赖注入模式。官方文档：GitHub - uber-go/fx: A dependency injection based application framework for Go.

注：两者的差别，在于 wire 是使用 Code Gen 的方式，而 fx 则是使用的 reflection.

3. fx 框架使用场景示例

在使用框架之前，一定要先想清楚，业务的复杂程度真的到了必需框架不可的程度了吗？

个人观点：

• 引入库会一定程度上减少了业务开发的复杂性，但是也会导致理解代码的成本变高(ps: 通用的常见库除外，比如日志库

3.1 示例

实现一个 http server ，支持如下两个 POST 方法

• /echo ：将请求的内容，直接作为响应的 body

• /hello：请求的内容拼接 hello 字符，将其作为响应的 body

形如：

3.2 golang 原生的库

代码：

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "log"
    "net/http"
)

var handleMap = map[string]func(w http.ResponseWriter, r *http.Request){
    "/echo":  handleEcho,
    "/hello": handleHello,
}

func main() {
    http.HandleFunc("/", handleRequest)
    log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
}

func handleRequest(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    f := handleMap[r.URL.Path]
    if f != nil {
        f(w, r)
        return
    }

    http.NotFound(w, r)
}

func handleEcho(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    body, err := io.ReadAll(r.Body)
    if err != nil {
        http.Error(w, "Error reading request body", http.StatusInternalServerError)
        return
    }

    fmt.Fprintf(w, "%s", body)
}

func handleHello(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    body, err := io.ReadAll(r.Body)
    if err != nil {
        http.Error(w, "Error reading request body", http.StatusInternalServerError)
        return
    }

    msg := fmt.Sprintf("%s hello", body)
    fmt.Fprint(w, msg)
}
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3.3 fx 库

代码：

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "io"
    "net"
    "net/http"

    "go.uber.org/fx"
    "go.uber.org/zap"
)

// 定义的接口
type Route interface {
    http.Handler

    Pattern() string
}

func AsRoute(f any) any {
    return fx.Annotate(
        f,
        fx.As(new(Route)),
        fx.ResultTags(`group:"routes"`),
    )
}

// 实现 Route 接口的数据结构, echo 接口
type EchoHandler struct {
    log *zap.Logger
}

func NewEchoHandler(log *zap.Logger) *EchoHandler {
    return &EchoHandler{
        log: log,
    }
}
func (*EchoHandler) Pattern() string {
    return "/echo"
}

func (h *EchoHandler) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    if _, err := io.Copy(w, r.Body); err != nil {
        h.log.Warn("Failed to handle request", zap.Error(err))

    }
}

// 实现 Route 接口的数据结构, hello 接口
type HelloHandler struct {
    log *zap.Logger
}

func NewHelloHandler(log *zap.Logger) *HelloHandler {
    return &HelloHandler{log: log}
}

func (*HelloHandler) Pattern() string {
    return "/hello"
}

func (h *HelloHandler) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    body, err := io.ReadAll(r.Body)
    if err != nil {
        h.log.Error("Failed to read request", zap.Error(err))
        http.Error(w, "Internal server error", http.StatusInternalServerError)
        return
    }

    if _, err := fmt.Fprintf(w, "Hello, %s\n", body); err != nil {
        h.log.Error("Failed to write response", zap.Error(err))
        http.Error(w, "Internal server error", http.StatusInternalServerError)
        return
    }
}

func NewServeMux(route []Route) *http.ServeMux {
    mux := http.NewServeMux()
    for _, r := range route {
        mux.Handle(r.Pattern(), r)
    }
    return mux
}

func NewHTTPServer(lc fx.Lifecycle, mux *http.ServeMux, log *zap.Logger) *http.Server {
    srv := &http.Server{Addr: ":8081", Handler: mux}
    lc.Append(fx.Hook{
        OnStart: func(ctx context.Context) error {
            ln, err := net.Listen("tcp", srv.Addr)
            if err != nil {
                return err
            }
            log.Info("Starting HTTP Server", zap.String("addr", srv.Addr))
            go srv.Serve(ln)
            return nil
        },
        OnStop: func(ctx context.Context) error {
            return srv.Shutdown(ctx)
        },
    })
    return srv
}

func UseHttpServer(*http.Server) {}

func main() {
    fx.New(
        fx.Provide(
            NewHTTPServer,
            fx.Annotate(
                NewServeMux,
                fx.ParamTags(`group:"routes"`),
            ),
            AsRoute(NewEchoHandler),
            AsRoute(NewHelloHandler),
            zap.NewExample,
        ),
        fx.Invoke(UseHttpServer),
    ).Run()

}
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3.4 对比

fx 库的官方介绍如下：

• Eliminate globals: Fx helps you remove global state from your application. No more init() or global variables. Use Fx-managed singletons.
• Code reuse: Fx lets teams within your organization build loosely-coupled and well-integrated shareable components.
• Battle tested: Fx is the backbone of nearly all Go services at Uber.

总结：

• 消除了 init() 和 全局变量的使用

• 解耦程度更好以及更方便的共享组件

• 在 Uber 内部成熟度很高，几乎所有的 go 服务的底层支柱。

但是：

• 使用了 init() 和 全局变量 真的有什么坏处吗？

• 你的程序真的需要那么高的解耦程度吗？

• 「backbone」代表 100% 可靠吗?

最近开发心得，代码凡是依赖别人的，交付时间完全依赖别人排期。但是代码全部控制在自己手里，那里方便修复改哪里！

「你的修复方式，不会影响到客户。但是你为了追求完美的代码，延误了交付时间，一定会招来客户投诉」（ps：不要问我怎么知道的，成长血泪史

3.4.1 如上两种实现方式对比

注：代码首先是需要人理解和维护的，其次都是其次。如果理解的成本变高，那相应的维护成本可想而知。

    以上等级划分：均为高中低三档

    按照笔者的比较：golang 原始库完胜 fx 库
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注意：不能大而全的总结为 fx 库不好，而是总结为在代码的规模较少、又要保证交付节奏时，不引入复杂或者自己不熟悉的库，不失为一种很好的选择。

注：凡是自己控制的，都是可靠的，凡是有依赖的，皆需要多问问「真的是这样吗？」

3.4.2 关于过度设计

上面的对比让笔者脑子中产生了一个之前看过的关键词「过度设计」。

维基百科给出的定义：

「过度设计」指的是一种过于复杂的方式设计产品或提供问题的解决方案的行为，而在这种情况下，可以证明存在一种更简单的解决方案，其效率和效果与原设计相同。

注：参考 Paweł Głogowski 的这个定义，可以总计为「解决你所有没有的问题的代码和设计」

原因： 我们试图预测未来，对未知的问题做准备。(ps：你认为的未来的问题，可能根本没有出现的机会，所以减少焦虑，不要过度，因为未来的事情担心和设计

解决方法：

• 让工程师成为真正的产品工程师

• 正确定义问题来减少模糊性

• 多问：这对解决当前用户的问题有什么帮助？要是现在不解决会怎么？

3.4.3 感悟

• 开发者应该视自己的方案来选择技术实践，框架提供的是「选择」，而不是限制开发者的自由。

• 框架的目的是协助工程师，如果不知道需要什么协助，用框架也帮不上忙，说不定还会束手束脚。

4. 碎碎念

上海的天气真的是瞬息万变，昨天还可以穿小裙子，今天就要穿呢子大衣，惹不起！

• 时间扑面而来，我们终将释怀。健康的活着，平静的过着，开心的笑着，适当的忙着，就很好。

• 第一是做让自己开心的事情，第二是「绝对不做让自己不开心的事情」。

• 就算失败，我也想知道，自己倒在距离终点多远的地方。

5. 参考资料

• 用 fx 来替 Go 依赖注入吧

• golang 依赖注入 wire 和 dig 体验对比

• Golang 依赖注入经典解决方案uber/fx理论解析)

• 依赖注入是什么？如何使用它？

• 过度设计会扼杀你的产品_文化 & 方法_Simón Muñoz_InfoQ精选文章

• Overengineering in software development | Solidstudio