Dependency Injection กับ Service Locator ต่างกันยังไงนะ?

ในโลกของ OOP เรามักจะสร้างคลาสต่างๆ ที่มีการเรียกใช้กันต่อเป็นทอดๆ มากมาย

เช่นโค้ดข้างล่างนี่

class Car {

    private Engine engine;

    public Car() {
        this.engine = new Engine();
    }

}

Car car = new Car();

เราสร้างคลาส Car และ Engine คือรถและเครื่องยนต์ขึ้นมา โดยการจะสร้างรถได้ เราจะต้องสร้างเครื่องยนต์ขึ้นมาด้วย

ในกรณีแบบนี้เราเรียกว่าคลาส Car depend on Engine (Car ต้องการ Engine) หรือแปลว่า เราไม่สามารถสร้างคลาส Car ได้ถ้าไม่มีคลาส Engine หรือ Engine นั้นเป็น "Dependency" ของคลาส Car นั่นเอง

แต่ตามหลักการออกแบบ OOP แล้วเราไม่ควรเขียนแบบโค้ดด้านบน คือไม่ควร new อ็อบเจคตรงๆ ในคลาสอื่น เพราะจะทำให้เราเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมต่างๆ ของโค้ดทำได้ยาก

เช่นถ้าเราต้องการจะเปลี่ยน Engine ไปเป็น EcoEngine เครื่องยนต์แบบอีโค่เราจะต้องแก้โค้ดในคลาส Car เท่านั้น

วิธีการแก้แบบมาตราฐานก็คือถ้าเราต้องการใช้อ็อบเจคจากคลาสอื่น อย่าnewเอง แต่ให้รับอ็อบเจคเข้ามาแทน อาจจะทาง constructure แบบนี้ก็ได้

class Car {

    private Engine engine;

    public Car(Engine engine) {
        this.engine = engine;
    }

}

แต่สำหรับมือใหม่หัดเขียน OOP นั้นมักจะไม่เขียนโค้ดในแพทเทิร์นแบบนี้ ด้วยเหตุผลว่าเวลาเราจะสร้าง Car ขึ้นมาใช้นั้น จะต้องไปสร้าง Dependencies ทั้งหมดของ Car ขึ้นมาซะก่อน (คือ new ตรงๆ ทันทีไม่ได้นั่นแหละ)

Engine engine = new Engine();
Car car = new Car();

ถ้ามี Dependencies ไม่เยอะก็ยังไม่เท่าไหร่ แต่ถ้าเยอะๆ นี่ก็มีความปวดหัวเหมือนกัน

เช่น ถ้าเราต้องการสร้างบ้านขึ้นมา แต่บ้านก็ต้องมี ประตู หน้าต่าง กำแพง บลาๆๆ

Door door = new Door();
Window window = new Window();
Wall wall = new Wall();
Ceil ceil = new Ceil();
Floor floor = new Floor();
House house = new House(door, window, wall, ceil, floor);

ซึ่งถ้าเราย้ายโค้ดพวกนี้เข้าไปไว้ในคลาส การจะสร้าง House ขึ้นมาก็จะเหลือแค่นี้

House house = new House();

DI Service แบบคร่าวๆ

หลักการ DI (หรือ Dependency Injection) แบบคร่าวๆ คือเราจะไม่ new อ็อบเจคในคลาสแบบที่เล่าไปข้างต้น แต่เพราะวิธีการนี้มันยุ่งยากกว่า คนส่วนใหญ่เลยชอบสร้างคลาสกันแบบ new ตรงๆ ในคลาสเลย ไม่ทำการรับอ็อบเจคเข้ามาทาง Constructure

ดังนั้นเลยมีคนเห็นปัญหานี้ ในเมื่อ DI เป็นคอนเซ็ปที่ดี แต่เขียนยุ่งยากมาก ... จะดีกว่าถ้าเราสามารถสร้างอ็อบเจคที่มี dependencies เต็มไปหมดด้วยการสั่ง new ง่ายๆ

DI Service คือตัวช่วยที่ว่า ซึ่งเป็นเหมือนตัวที่จะคอยจัดการและสร้างอ็อบเจคให้เราแทน

ซึ่งการใช้งานส่วนใหญ่จะแบ่งออกเป็น 2 เฟส นั่นคือการกำหนดค่าว่า Dependencies แต่ละตัวมีวิธีสร้างยังไง หลังจากนั้นคือการสั่งให้มันสร้างอ็อบเจคกลับมาให้เรา

// Setup
DIService di = ...
di.set<Engine>(new Engine());

// Create Object
Car car = di.newObject<Car>();

แต่เอาจริงๆ บางครั้ง ในบางภาษา การจะใช้งาน DI Service พวกนี้ก็ยุ่งยากกว่าการสร้างเองตรงๆ ซะดี (ฮา) ตัวอย่างเช่น Dagger2 สำหรับภาษา Java

แต่..เอ๊ะ! นี่มัน Service Locator ตั้งหาก

ในบางภาษา หากเราเสิร์จหา library เพื่อมาช่วยเราทำ DI Service เราอาจจะเจอตัวที่ใช้แพทเทิร์นแบบ Container

แบบนี้

class Car {

    private Engine engine;

    public Car() {
        this.engine = Container.get<Engine>();
    }

}

นั่นคือ แทนที่จะรับอ็อบเจคเข้ามาผ่าน Constructure ตรงๆ แต่จะใช้วิธีการขอจากสิ่งที่เรียกว่า Container แทน (ไม่ได้ new เองนะ แต่ขออ็อบเจคมาจากคอนเทนเนอร์)

วิธีใช้งานก็คล้ายๆ กับ DI Service นั่นแหละ คือต้องทำการกำหนดค่า dependencies ซะก่อน แล้วถึงจะเรียกใช้งานได้

// Setup
Container.set<Engine>(new Engine());

// Create Object
Car car = new Car();

เอาล่ะ! ถึงผลลัพธ์จะออกมาเหมือนกันเป๊ะ! แถมคนส่วนใหญ่ยังเรียกวิธีการทั้ง 2 ตัวนี้ว่า DI ทั้งคู่อีกตั้งหาก

แต่เนื่องจากโค้ดมันเขียนไม่เหมือนกัน ดังนั้นเขาเลยตั้งชื่อแยกมันออกเป็น 2 แพทเทิร์น นั่นคือ "Dependency Injection" และ "Service Locator"

ข้อแตกต่างล่ะ?

Service Locator

• คอนเซ็ปคือคลาสเป้าหมาย ขออ็อบเจคจาก Service Locator ซึ่งจะไปตามหามาให้
• คลาสเป้าหมายเรียกใช้ Service Locator
• มีสิ่งที่เรียกว่า Container สำหรับเก็บอ็อบเจค
• คลาสจะขออ็อบเจคจาก Container แทนการ new ขึ้นมาเอง
• ใช้งานและเข้าใจได้ง่าย เพราะอยากได้อ็อบเจคอะไรก็ขอเอาจาก Container ตรงๆ ได้เลย (ส่วนใหญ่ Container จะเป็นแบบ static คือเรียกจากตรงไหนในโปรแกรมเราก็ได้)
• ปัญหาคือมันจะทำให้มี dependency เพิ่มขึ้นมาในระบบเราอีก 1 ตัวคือ Container นั่นแหละ แถมคลาสแทบทุกคลาสในระบบเรายัง depend on เจ้าคอนเทนเนอร์นี้ซะอีก
• ถ้าเกิดอยากเปลี่ยน library สำหรับทำ Service Locator จะต้องแก้โค้ดแทบจะทั้งโปรแกรม!

Dependency Injection

• คอนเซ็ปคือ DI Service จะเช็กดูว่าคลาสเป้าหมาย เวลาจะสร้างต้องการ dependencies อะไรไป ก็จะไปหามาให้ แล้วเอาไป new อ็อบเจคเป้าหมายขึ้นมา
• คลาสเป้าหมายไม่ได้เรียกใช้ DI Service, แต่ DI Service เป็นฝ่ายที่จะ new อ็อบเจคขึ้นมาเอง
• ใช้วิธี inject อ็อบเจคเข้าไปตรงๆ
• สำหรับคลาสเป้าหมายจะไม่ต้องเปลี่ยนอะไรมากนัก เพราะ dependencies ทั้งหมดถูกส่งเข้ามาทาง Constructure อยู่แล้ว
• เขียนเทสได้ง่ายโดยการสร้าง mock dependencies ขึ้นมาเองไม่ต้องผ่าน DI Service เลยก็ยังได้

เขียนเทสยังไง?

จริงๆ เป้าหมายของการทำ DI ทั้งหมดคือเพื่อเอามาเขียนเทสหรือการทดสอบโปรแกรมได้ง่ายๆ นะ

class Car {

    private Engine engine;

    public Car(Engine engine) {
        this.engine = engine;
    }

}

Car testCar = new Car(new TestEngine());

ซึ่งในเคสนี้ Service Locator จะ mock อ็อบเจคต่างๆ ได้ยากมากเพราะเป็นการเรียกใช้งานแบบ static คือเรียกตรงๆ ที่ Container ในคลาสเลย

ดังนั้นคำแนะนำสำหรับคนใช้แพทเทิร์น Service Locator คืออย่าเรียก Container ตรงๆ แต่ให้ inject Container นี้เข้าไปแทน

แบบนี้

class Car {

    private Engine engine;

    public Car(Container container) {
        this.engine = container.get<Engine>();
    }

}

เพราะจะทำให้เราสร้าง container สำหรับเทสอ็อบเจคขึ้นมาได้

// Develop
Container container = new Container();
container.set<Engine>(new Engine());

Car car = new Car(container);

// Testing
Container testContainer = new Container();
testContainer.set<Engine>(new TestEngine());

Car testCar = new Car(testContainer);