Dependency injectionとは？

依存性の注入とは、コンポーネント間の依存関係をプログラムから排除するため、外部の設定ファイルなどでオブジェクトを注入できるようにするソフトウェアパターンである。

Dependency injectionの必要性

また、このようなクラス図の書き方はUMLと呼ばれる記法です。
UMLについて詳しく知りたい方は下記の書籍が網羅的に分かりやすく記載されていますのでご一読をお勧めします。

話を本題に戻します。
上記クラス図を、Javaの実装で簡易的に表すと下記のようになります

class ClassA {
    InterfaceB interfaceb;
    public ClassA(){
        interfaceb = new ClassB();
    }
    public void MethodA(){
        System.out.println("Call MethodB for ClassA");
        interfaceb.MethodB();
    }
}

interface InterfaceB{
    void MethodB();
}

class ClassB implements InterfaceB{
    public void MethodB(){
        System.out.println("Called MethodB()");
    }
}

なぜならClass AでClass Bをインスタンス化している下記の実装に問題があります。

interfaceb = new ClassB();

実装レベルではClass AがClass Bに依存してしまっているのです。
これではInterface Bを定義した目的が損なわれてしまいます。

これに対して、Dependency injectionはClass AからClass Bのインスタンス化を行う実装を除くことが可能となります。

Dependency injectionのメリット

 import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 仮想的なInjector
        System.out.println("Inject object");
        ClassB class_b = new ClassB();
        ClassA class_a = new ClassA(class_b);

        class_a.MethodA();
    }
}

class ClassA {
    InterfaceB interface_b;
    public ClassA(InterfaceB instance){ # 外部から"オブジェクト"を注入する
        this.interface_b = instance;
    }
    public void MethodA(){
        System.out.println("Call MethodB for ClassA");
        interface_b.MethodB();
    }
}

interface InterfaceB{
    void MethodB();
}

class ClassB implements InterfaceB{
    public void MethodB(){
        System.out.println("Called MethodB()");
    }
}

依存関係を排除するメリット

実際、このことにはどのようなメリットがあるか記載していきます。

インスタンスの切り替えが容易

依存関係の明確化

これは設計におけるメリットです。大規模開発において依存関係の複雑化は非常に厄介な問題です。

設計方針としては切り離せるはずの2つのクラスが、大量のクラスが生み出す大量の依存関係によって実は依存しており、もはや切り離すことが不可能であるというケースは少なくありません。

各クラスが2つのクラスを参照しているだけだとしてもシステム全体で見れば大量の依存関係となります。 アーキテクチャというルールだけで管理することは非常に困難です。

Dependency injectionはプログラムから依存関係を排除します。 このため原則的にInjector以外に依存関係が発生していれば、 一律設計違反と判断できます。

つまり、Dependency injectionというシステム上の仕組みで依存関係の氾濫を防止します。

このことはアーキテクチャの維持に効果をもたらします

クリーンアーキテクチャなど依存関係の方向を限定することに重きを置いているアーキテクチャではDependency injectionが適用されやすくなります

ライブラリ

まとめ

本記事では、Dependency injection(依存性の注入)の概念や、使う意義、メリットなどをJavaのソースコードを用いて解説しました。
いきなりDIライブラリの使用法を見ると複雑に見えて混乱しがちですが、実現したいことは非常にシンプルです。

またDependency injection以外にも様々なデザインパターンが存在します。
下記の書籍はもはやデザインパターンのバイブルともいえる昔からある書籍ですが、最近改定されDependency Injectionも盛り込まれています。
エンジニアであれば一度は読んでおくべき一冊です。