Trong lĩnh vực phát triển phần mềm hiện nay, Dependency Injection (DI) là một trong các khái niệm phổ biến và quan trọng nhất. DI là một trong những kỹ thuật lập trình mạnh mẽ. Nó giúp giải quyết nhiều vấn đề phức tạp đồng thời nâng cao khả năng linh hoạt của mã nguồn. Trong bài viết này, hãy cùng Dotnetguru tìm hiểu về Dependency Injection là gì trong lập trình? Cách thức hoạt động và một số thông tin về DI trong việc phát triển phần mềm.
Dependency Injection là gì?
DI là viết tắt của Dependency Injection, đây là một kỹ thuật quan trọng trong lập trình hướng đối tượng (OOP). Dependency Injection cho phép “inject” (tiêm) những dependencies vào một đối tượng. Thay vì đối tượng phải tự tạo ra những Dependencies của chính nó.
Điều này sẽ giúp giảm khả năng phụ thuộc giữa những thành phần. Đồng thời còn àm cho code được dễ dàng mở rộng và bảo trì. Khi sử dụng DI, những dependencies được cung cấp từ ngoài vào đối tượng qua một số cơ chế như Constructor Injection, Setter Injection, Interface Injection,…
Cách hoạt động của Dependency Injection
Trong DI, những dependencies sẽ được quản lý bởi một thành phần được gọi là Injector hoặc Dependency Container. Đối tượng cần phải sử dụng những dependencies sẽ không tự động tạo ra chúng thay vào đó sẽ yêu cầu Injector cung cấp. Điều này sẽ giúp tách biệt quá trình tạo đối tượng và quá trình quản lý dependencies.
>>> Xem thêm: ORM là gì? Tổng quan kiến thức về ORM Framework trong lập trình
Dependency Injection có bao nhiêu loại?
Sau khi các bạn đã hiểu về Dependency Injection là gì cũng như cách thức hoạt động. Tiếp theo hãy cùng tìm hiểu về các loại dependency injection (DI). Đó là:
Constructor Injection (Tiêm phụ thuộc qua hàm khởi tạo)
Construction Injection là loại phổ biến nhất có tính mạnh mẽ và rõ ràng cao. Với loại Constructor Injection, các phụ thuộc được truyền vào thông qua các tham số của hàm khởi tạo của một lớp. Khi một đối tượng mới được tạo, các phụ thuộc được chuyển vào và được lưu trữ bởi đối tượng.
Setter Injection (Tiêm phụ thuộc qua phương thức thiết lập)
So với Constructor Injection, Setter Injection có tính linh hoạt hơn do loại DI này có thể thiết lập phụ thuộc tùy ý và thay đổi sau khi đối tượng đã được tạo. Setter Injection sẽ có các phụ thuộc được tiêm vào thông qua các phương thức thiết lập (setter methods) của một lớp. Sau khi đối tượng được tạo, các phương thức thiết lập được gọi để thiết lập các phụ thuộc.
Interface Injection (Tiêm phụ thuộc qua giao diện)
Trong ba loại DI, Interface Injection là loại kém phổ biến và thường không được khuyến nghị. Với Interface Injection, một giao diện được sử dụng để định nghĩa một phương thức chung để tiêm các phụ thuộc. Lớp cần phụ thuộc sẽ implement giao diện này và triển khai phương thức tiêm phụ thuộc.
Ưu nhược điểm của Dependency Injection là gì?
Dependency Injection là một trong các kỹ thuật quan trọng trong lĩnh vực lập trình hiện nay. Vậy ưu nhược điểm của Dependency Injection là gì? Cùng tìm hiểu qua nội dung sau đây:
Ưu điểm của DI
Linh hoạt và giảm sự ràng buộc
Dependency Injection làm giảm khả năng ràng buộc giữa các thành phần có trong hệ thống. Thay vì những thành phần đó phải tạo các phụ thuộc của mình thì chúng nhận các phụ thuộc bên ngoài qua Dependency Injection (DI).
Điều này giúp tạo ra một cấu trúc mềm dẻo đồng thời cho phép lập trình viên dễ dàng thay đổi cũng như tái sử dụng các phụ thuộc. Ngoài ra, còn giúp tách biệt logic và giao diện của các thành phần.
Gia tăng khả năng kiểm tra
Bằng phương pháp tiêm các phụ thuộc thông qua Dependency Injection. Lập trình viên dễ dàng thay thế các phụ thuộc bằng một số đối tượng giả (mock objects). Điều này là để tạo các bài kiểm tra đơn vị tách biệt và độc lập. Làm giảm khả năng phụ thuộc vào những thành phần khác và tạo các bài kiểm tra hiệu quả hơn.
Gia tăng mô đun và dễ bảo trì
Dependency Injection (DI) giúp tạo cấu trúc rõ ràng và là gia tăng tính mô đun trong hệ thống. Những thành phần sẽ trở nên đơn giản và tách biệt hơn. Vì chúng không cần phải biết chi tiết về quá trình khởi tạo các phụ thuộc của mình. Điều này sẽ giúp làm giảm sự rối loạn cũng như làm cho mã nguồn dễ đọc, dễ bảo trì và dễ mở rộng hơn.
Tính mở rộng và tái sử dụng cao
DI – Dependency Injection làm giảm ràng buộc giữa những thành phần bên trong hệ thống. Thay vì dùng một cách cứng nhắc, lập trình viên có thể thay đổi hoặc thay thế các phụ thuộc linh hoạt. Nhằm đáp ứng những yêu cầu khác nhau hoặc các môi trường khác nhau. Điều này giúp hệ thống thêm linh hoạt, dễ thích ứng với sự thay đổi và mở rộng.
>>> Xem thêm: MVC là gì? Tổng quan mô hình MVC trong lập trình
Nhược điểm của DI
Sự ràng buộc về kiểu dữ liệu
Việc tạo các ràng buộc về kiểu dữ liệu giữa những thành phần làm gia tăng sự phụ thuộc và giảm đi sự linh hoạt của hệ thống. Nếu những phụ thuộc thay đổi kiểu dữ liệu thì cần điều chỉnh và cấu hình lại Dependency Injection nhằm đảm bảo sự tương thích.
Quản lý và cấu hình DI phức tạp
Quản lý và cấu hình của Dependency Injection container trở nên phức tạp và đòi hỏi kiến thức chuyên sâu. Nếu các bạn thực hiện không đúng cách, việc quản lý và cấu hình của Dependency Injection sẽ tạo ra sự rối loạn trong việc hiểu và bảo trì hệ thống.
Tăng sự phức tạp khi sử dụng không đúng cách
Khi sử dụng Dependency Injection (DI) sai quy cách, lập trình viên có thể đưa những phụ thuộc không cần thiết vào các thành phần. Điều này gây khó khăn trong quá trình quản lý cũng như về hiệu năng của hệ thống.
Trường hợp này có thể xảy ra khi các bạn không tuân thủ nguyên tắc Inversion of Control (IOC). Hoặc khi các bạn sử dụng Dependency Injection (DI) quá phức tạp và không cần thiết cho những thành phần đơn giản.
Tiềm ẩn nguy cơ vòng lặp phụ thuộc
Trong một số trường hợp sử dụng, lập trình viên có thể tạo vòng lặp phụ thuộc giữa những thành phần. Việc này có thể gây ra một số vấn đề về thứ tự khởi tạo và làm gia tăng độ phức tạp của hệ thống.
Lợi ích của việc sử dụng Dependency Injection là gì?
Thông qua các thông tin về ưu nhược điểm các bạn có thể biết được lợi ích to lớn khi sử dụng Dependency Injection là gì không? Đó là:
Giảm khả năng phụ thuộc giữa các đối tượng
Với Dependency Injection, những đối tượng sẽ không cần phải biết về việc tạo ra những phụ thuộc của chúng. Thay vào đó, những phụ thuộc sẽ được tiêm vào từ bên ngoài. Điều này giúp làm giảm đi sự phụ thuộc giữa những đối tượng đồng thời giúp mã nguồn linh hoạt hơn và dễ dàng thay đổi.
Quá trình kiểm thử dễ dàng
Khi những phụ thuộc được tiêm vào từ bên ngoài, lập trình viên dễ dàng thay thế những phụ thuộc bằng các đối tượng giả định khi kiểm thử. Điều này sẽ giúp các lập trình viên viết các ca kiểm thử đơn vị (unit test) dễ dàng và hiệu quả hơn.
Tái sử dụng mã nguồn
Khi sử dụng DI, các đối tượng có thể được tái sử dụng lại trong các vị trí khác nhau của mã nguồn. Điều này giúp giảm thiểu việc lặp lại mã và tăng tính tái sử dụng của phần mềm.
Cách triển khai DI trong ngôn ngữ lập trình phổ biến
- Triển khai DI trong ngôn ngữ Java: chúng ta sử dụng framework như Spring để triển khai Dependency Injection. Sử dụng annotation & configuration quản lý việc cung cấp những đối tượng phụ thuộc cho các thành phần.
- Triển khai DI trong ngôn ngữ Python: chúng ta sử dụng một số thư viện như Flask hoặc Django để triển khai Dependency Injection.
- Triển khai DI trong ngôn ngữ C#: ASP.NET Core cung cấp sẵn tích hợp Dependency Injection. Sử dụng IServiceCollection & method extension để đăng ký đối tượng và triển khai DI.
Các thư viện DI nổi tiếng và sử dụng phổ biến
- Spring Framework cho Java: đây là một trong các framework phổ biến nhất cung cấp nhiều tính năng và tiện ích hỗ trợ để triển khai DI trong ngôn ngữ Java.
- Dagger cho Android: đây là một trong các thư viện DI nhẹ dành cho nền tảng Android. Dagger sẽ giúp tối ưu hiệu suất đồng thời giảm tải tài nguyên.
- ASP.NET Core cho C#: ASP.NET Core cung cấp tích hợp sẵn có DI. Điều này giúp lập trình viên dễ dàng triển khai Dependency Injection trong ứng dụng C#.
Một số lưu ý khi sử dụng Dependency Injection
Bên cạnh việc Dependency Injection mang lại rất nhiều lợi ích. Lập trình viên cũng cần lưu ý một số điểm quan trọng khi sử dụng DI. Đó là:
Cách thiết kế và sắp xếp Dependencies hợp lý
Để có thể đạt hiệu quả cao nhất từ DI thì các lập trình viên cần thiết kế và sắp xếp các dependencies hợp lý. Việc tạo quá nhiều dependencies sẽ làm cho quá trình quản lý cũng như kiểm tra trở nên phức tạp. Lập trình viên cần chia nhỏ và phân tách logic ứng dụng thành những thành phần tách biệt và độc lập để dễ quản lý.
Nguyên tắc SOLID trong quá trình sử dụng DI
SOLID là nhóm nguyên tắc thiết kế phần mềm. Nó giúp tạo code linh hoạt, dễ bảo trì và dễ mở rộng. Khi sử dụng DI, các bạn nên tuân thủ những nguyên tắc này, Đặc biệt là nguyên tắc Dependency Inversion & Single Responsibility.
Bài viết này đã cho các bạn cái nhìn toàn diện về Dependency Injection. Đồng thời trả lời hoàn thiện cho câu hỏi Dependency Injection là gì? Mặc dù DI đem lại rất nhiều lợi ích tuy nhiên cần lưu ý và khắc phục những hạn chế của nó. Nếu áp dụng DI hợp lý, lập trình viên có thể xây dựng các hệ thống phần mềm chất lượng và dễ mở rộng trong thực tế. Hi vọng qua bài viết này, các bạn đã có cái nhìn tổng quan về Dependency Injection.