Python中的依赖注入实现与应用

什么是依赖注入

开发中经常遇到一个对象需要另一个对象来完成工作的情况。比如，一个订单服务需要数据库连接才能保存数据。如果每次都在类内部直接创建数据库连接，那这个类就和具体的数据库实现绑死了。

依赖注入就是把“需要的东西”从外面传进去，而不是在类里面自己 new 一个。这样代码更灵活，测试也更容易。

手动实现依赖注入

Python 没有强制的类型系统，实现依赖注入可以很轻量。比如写一个简单的邮件服务：

class EmailService:
    def send(self, to: str, message: str):
        print(f"发送邮件给 {to}：{message}")

class NotificationService:
    def __init__(self, email_service):
        self.email_service = email_service

    def notify(self, user):
        self.email_service.send(user, '您的订单已创建')

# 使用时从外部传入依赖
email_svc = EmailService()
notifier = NotificationService(email_svc)
notifier.notify('alice@example.com')

这里 NotificationService 不关心 email_service 到底是哪种实现，只要它有 send 方法就行。测试的时候完全可以传一个模拟对象。

用字典做简单的容器

项目大了以后，手动传参太麻烦。可以用一个字典管理所有服务实例，相当于一个简易的 IoC 容器：

class Container:
    def __init__(self):
        self._registry = {}

    def register(self, key, instance):
        self._registry[key] = instance

    def get(self, key):
        return self._registry[key]

# 注册服务
container = Container()
container.register('email_service', EmailService())
container.register('notifier', NotificationService(container.get('email_service')))

# 使用
notifier = container.get('notifier')
notifier.notify('bob@example.com')

使用第三方库：Dependency Injector

真实项目中推荐用成熟的库，比如 Dependency Injector。它支持工厂、单例、配置注入等模式。

先安装：pip install dependency-injector

from dependency_injector import containers, providers
from dependency_injector.injectors import inject

class Container(containers.DeclarativeContainer):
    email_service = providers.Factory(EmailService)
    notifier = providers.Factory(
        NotificationService,
        email_service=email_service
    )

container = Container()

@inject
def create_order(notifier=container.notifier):
    notifier().notify('charlie@example.com')

create_order()

这种方式让依赖关系集中管理，换实现时改一行代码就行。比如换成短信通知，只要替换注册部分，业务逻辑不用动。

配置注入也很实用

很多服务依赖配置项，比如数据库地址、API 密钥。Dependency Injector 也支持从环境变量或文件加载配置：

class ConfigContainer(containers.DeclarativeContainer):
    config = providers.Configuration()

    db_url = config.db.url.as_string()
    debug = config.debug.as_bool()

然后在启动时加载配置：

container = ConfigContainer()
container.config.from_dict({
    'db': {'url': 'sqlite:///local.db'},
    'debug': True
})

这样一来，开发、测试、生产环境切换变得非常清晰。