概要

JavaにおけるDIについて完全に理解できたので、備忘録的な役割として記事にしました。
ChatGPTさんのお力を存分に使っているので、日本語が硬い部分があるとおもいますが、気にしないでください。

依存性注入とは

依存性注入（Dependency Injection、以下DI）は、オブジェクト指向プログラミングにおける設計パターンの一つで、特にJavaなどの言語でよく使用されます。DIの役割やメリット、デメリットについて簡潔に説明します。

役割

DIの主な役割は、クラス間の依存関係を管理することです。クラスが他のクラスやコンポーネントに依存している場合、DIを使用すると、依存するオブジェクトを外部から注入できます。

メリット

可読性と保守性の向上: コード間のクリーンな関係が保たれるため、各クラスの役割と責任が明確になります。
再利用性の向上: クラスが特定の実装に密結合されることなく、異なる実装を容易に交換できます。
テスト容易性: テスト時に本番の依存オブジェクトをモックやスタブに置き換えることが容易になります。

デメリット

複雑性の増加: DIコンテナの設定やインターフェイスの管理など、初めてDIを学ぶプログラマにとっては複雑に感じることがあるかもしれません。
ランタイムエラー: 依存関係がコードで直接宣言されていないため、依存関係に問題があると、それがコンパイル時ではなくランタイム時に発見されることがあります。

全体として、DIはソフトウェア設計の柔軟性とテスタビリティを向上させる強力なツールである一方、導入と管理には注意と理解が必要です。

依存性注入（Dependency Injection, DI）は少し高度な概念ですが、一歩ずつ分解して説明しますので、Java未経験者でも理解しやすいように試みます。

依存性とは何か？

まず、クラスAがクラスBのメソッドを使用する場合、クラスAはクラスBに「依存」していると言います。このような依存関係が多くなると、コードの変更が困難になり、テストもしにくくなります。

依存性注入とは何か？

依存性注入は、クラス間の依存関係を「外から」注入するテクニックです。つまり、クラスAがクラスBに依存している場合、クラスA内でクラスBを直接生成するのではなく、クラスBのインスタンスを「外から」クラスAに渡します。

なぜ依存性注入が必要なのか？

依存性注入がない場合、クラスAがクラスBを直接生成して使うと、クラスAとクラスBの間に強い結びつきが生じます。これにより、クラスBを変更するとクラスAも影響を受ける可能性があります。テスト時にクラスBを別のものに置き換えることも困難になります。

依存性注入を使用すると、クラスAはクラスBに直接依存せず、クラスBの「何らかのインターフェイス」に依存するようになります。これにより、コードの柔軟性とテスタビリティが向上します。

実装方法

例: お店と製品

クラスAが「お店」でクラスBが「製品」だと考えます。

依存性注入なし: お店が製品を直接作って販売します。製品が変わるとお店も変わります。
依存性注入あり: お店は製品を外部のサプライヤーから受け取ります。製品が変わってもお店は影響を受けません。別の製品に変更するのも簡単です。

DIを使わない場合

// Shopクラスを定義しています。このクラスは製品を直接持っている構造です。
class Shop {
  // Product型のproduct変数を定義し、新しいProductインスタンスを直接生成して代入しています。
  private Product product = new Product();

  // 製品を販売するためのpublicメソッドです。外部からアクセスすることができます。
  public void sell() {
    // product変数に格納されたProductインスタンスのdisplayInfoメソッドを呼び出して製品の情報を表示しています。
    product.displayInfo();
  }
}

DIを使う場合

// ShopWithDIクラスを定義しています。このクラスは製品を外部から受け取る構造です。
class ShopWithDI {
  // Product型のproduct変数を定義していますが、ここではインスタンスを生成していません。外部から受け取ります。
  private Product product;

  // このコンストラクタは、ShopWithDIインスタンスを生成する際に、外部からProductインスタンスを受け取ります。
  public ShopWithDI(Product product) {
    // 受け取ったProductインスタンスを、このクラスのproduct変数に代入しています。
    this.product = product;
  }

  // 製品を販売するためのpublicメソッドです。外部からアクセスすることができます。
  public void sell() {
    // product変数に格納されたProductインスタンスのdisplayInfoメソッドを呼び出して製品の情報を表示しています。
    product.displayInfo();
  }
}

DIにおけるスコープの種類

依存性注入（DI）におけるスコープは、オブジェクトのライフサイクルを管理するために使用されます。一般的なスコープの種類は以下の通りです。

シングルトンスコープ: シングルトンスコープでは、クラスのインスタンスが1回だけ生成され、アプリケーション全体で共有されます。同じクラスのインスタンスが再度必要になると、最初に生成されたインスタンスが再利用されます。
プロトタイプスコープ: プロトタイプスコープでは、クラスの新しいインスタンスが、その依存性が必要になるたびに生成されます。このスコープを使用すると、同じクラスの異なるインスタンスを複数生成することが可能になります。
リクエストスコープ: ウェブアプリケーションでよく使用されるスコープで、HTTPリクエストごとに新しいインスタンスが生成されます。リクエストが完了すると、そのインスタンスは破棄されます。
セッションスコープ: これもウェブアプリケーションで使用されるスコープで、HTTPセッションごとに新しいインスタンスが生成されます。ユーザーのセッションが終了すると、そのインスタンスは破棄されます。
アプリケーションスコープ: アプリケーション全体で共有されるインスタンスを生成します。アプリケーションが開始されるときにインスタンスが生成され、終了するときに破棄されます。
カスタムスコープ: 特定のフレームワークでは、特定の要件に合わせてカスタムスコープを定義することができます。

これらのスコープは、特定のオブジェクトのライフサイクルを制御し、リソースを効率的に使用し、コードのテスタビリティと保守性を向上させるのに役立ちます。使用されるスコープは、具体的な使用ケースとアプリケーションの要件によって異なります。

最後に

備忘録なのでコピペ多めですが、とてもわかりやすい内容だったので記事にしました。
次回からは自分の力で記事を投稿します。

JavaでDIを理解したい

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