OOP trong NestJS (Phần 4): Dependency Injection - Trái Tim Của NestJS

🎯 Mục tiêu: Hiểu bản chất DI, IoC Container, và hoàn thiện inject IUserRepository vào UserService.

---

📌 Recap từ Phần 1-3

Phần	Đã học	UserService evolution
1	Class vs Function	Functional → Class-based
2	Encapsulation, Decorators	Thêm @Injectable(), private methods
3	Interface, Abstract Class	Tạo IUserRepository, BaseRepository

Vấn đề cuối Phần 3: Làm sao inject IUserRepository vào UserService?

@Injectable()
export class UserService {
  constructor(
    private readonly userRepository: IUserRepository  // ← Làm sao inject?
  ) {}
}

---

1. TẠI SAO CẦN DEPENDENCY INJECTION?

1.1 Vấn đề với Manual Instantiation

// ❌ Không có DI - Hard dependencies
class UserService {
  private userRepository: InMemoryUserRepository;
  private logger: ConsoleLogger;
  private emailService: SendGridEmailService;

  constructor() {
    // Tự tạo dependencies
    this.userRepository = new InMemoryUserRepository();
    this.logger = new ConsoleLogger();
    this.emailService = new SendGridEmailService('api-key-hardcoded');
  }

  async create(dto: CreateUserDto) {
    this.logger.log('Creating user...');
    const user = await this.userRepository.create(dto);
    await this.emailService.send(user.email, 'Welcome!');
    return user;
  }
}

// Khi test:
const service = new UserService();
// ❌ Không thể mock userRepository
// ❌ Không thể mock emailService (thực sự gửi email!)
// ❌ Muốn đổi sang PostgreSQL? Phải sửa code!

1.2 Với Dependency Injection

// ✅ Có DI - Dependencies được inject
class UserService {
  constructor(
    private userRepository: IUserRepository,
    private logger: ILogger,
    private emailService: IEmailService
  ) {}

  async create(dto: CreateUserDto) {
    this.logger.log('Creating user...');
    const user = await this.userRepository.create(dto);
    await this.emailService.send(user.email, 'Welcome!');
    return user;
  }
}

// Production:
const service = new UserService(
  new PostgresUserRepository(db),
  new CloudWatchLogger(),
  new SendGridEmailService(process.env.SENDGRID_KEY)
);

// Testing:
const service = new UserService(
  new MockUserRepository(),
  new MockLogger(),
  new MockEmailService()  // Không gửi email thật!
);

1.3 Lợi ích của DI

Lợi ích	Giải thích
Loose Coupling	UserService không biết về implementation cụ thể
Testability	Dễ dàng inject mocks
Flexibility	Đổi implementation không sửa code
Single Responsibility	Tạo dependencies không phải việc của UserService

---

2. IOC CONTAINER - NGƯỜI QUẢN LÝ

2.1 IoC là gì?

Inversion of Control: Đảo ngược quyền kiểm soát việc tạo dependencies.

Không IoC:
  UserService tự tạo dependencies

Có IoC:
  Container tạo dependencies → inject vào UserService

2.2 NestJS IoC Container hoạt động thế nào?

// 1. Khai báo providers trong Module
@Module({
  providers: [
    UserService,           // Class được quản lý
    UserRepository,        // Dependency
    Logger,                // Dependency
  ],
  controllers: [UserController]
})
export class UserModule {}

// 2. NestJS đọc metadata từ @Injectable()
@Injectable()
export class UserService {
  constructor(
    private userRepository: UserRepository,
    private logger: Logger
  ) {}
}

// 3. Khi cần UserService, NestJS:
//    a. Tìm UserRepository trong providers
//    b. Tìm Logger trong providers
//    c. Tạo instance của cả hai
//    d. Inject vào UserService constructor
//    e. Trả về UserService instance

2.3 Token - Chìa Khóa Của DI

// Token = ID để NestJS tìm provider

// Token kiểu 1: Class reference (default)
@Injectable()
class UserRepository {}

providers: [UserRepository]  // Token là UserRepository class

// Token kiểu 2: String
providers: [
  {
    provide: 'USER_REPOSITORY',  // String token
    useClass: UserRepository
  }
]

// Token kiểu 3: Symbol (unique)
const USER_REPO = Symbol('USER_REPOSITORY');

providers: [
  {
    provide: USER_REPO,
    useClass: UserRepository
  }
]

---

3. CÁC LOẠI PROVIDERS

3.1 Standard Provider (useClass)

// Cách ngắn
providers: [UserService]

// Tương đương với
providers: [
  {
    provide: UserService,    // Token
    useClass: UserService    // Implementation
  }
]

3.2 Value Provider (useValue)

// Inject giá trị cố định
providers: [
  {
    provide: 'CONFIG',
    useValue: {
      database: 'postgres',
      port: 5432,
      debug: process.env.NODE_ENV !== 'production'
    }
  }
]

// Sử dụng
@Injectable()
class DatabaseService {
  constructor(@Inject('CONFIG') private config: DatabaseConfig) {
    console.log(this.config.database);  // 'postgres'
  }
}

3.3 Factory Provider (useFactory)

// Tạo provider với logic phức tạp
providers: [
  {
    provide: 'DATABASE_CONNECTION',
    useFactory: async (config: ConfigService) => {
      const connection = await createConnection({
        host: config.get('DB_HOST'),
        port: config.get('DB_PORT'),
        username: config.get('DB_USER'),
        password: config.get('DB_PASS'),
        database: config.get('DB_NAME'),
      });
      return connection;
    },
    inject: [ConfigService]  // Dependencies của factory
  }
]

3.4 Alias Provider (useExisting)

// Alias cho provider khác
providers: [
  UserRepository,
  {
    provide: 'AliasRepo',
    useExisting: UserRepository  // Trỏ đến cùng instance
  }
]

3.5 Bảng So Sánh

Provider Type	Dùng khi	Ví dụ
useClass	Inject class implementation	Service, Repository
useValue	Inject giá trị tĩnh	Config, constants
useFactory	Cần logic khởi tạo	DB connection, async init
useExisting	Alias cho provider có sẵn	Backward compatibility

---

4. INJECT INTERFACE - VẤN ĐỀ VÀ GIẢI PHÁP

4.1 Vấn đề: Interface không tồn tại ở Runtime

// ❌ Không hoạt động - Interface biến mất sau compile
@Injectable()
export class UserService {
  constructor(private userRepository: IUserRepository) {}
}

// Error: Nest can't resolve dependencies of UserService
// IUserRepository không còn ở runtime!

4.2 Giải pháp 1: String Token

// interfaces/user-repository.interface.ts
export const USER_REPOSITORY = 'USER_REPOSITORY';

export interface IUserRepository {
  create(user: CreateUserData): Promise<User>;
  findByEmail(email: string): Promise<User | null>;
  // ...
}

// user.module.ts
@Module({
  providers: [
    UserService,
    {
      provide: USER_REPOSITORY,
      useClass: InMemoryUserRepository
    }
  ]
})
export class UserModule {}

// user.service.ts
@Injectable()
export class UserService {
  constructor(
    @Inject(USER_REPOSITORY) 
    private readonly userRepository: IUserRepository
  ) {}
}

4.3 Giải pháp 2: Abstract Class as Token

// Abstract class TỒN TẠI ở runtime → có thể dùng làm token
export abstract class UserRepository {
  abstract create(user: CreateUserData): Promise<User>;
  abstract findByEmail(email: string): Promise<User | null>;
  abstract findById(id: string): Promise<User | null>;
  abstract update(id: string, data: Partial<User>): Promise<User>;
  abstract delete(id: string): Promise<void>;
}

// Implementation
@Injectable()
export class InMemoryUserRepository extends UserRepository {
  private users = new Map<string, User>();

  async create(user: CreateUserData): Promise<User> {
    // implementation
  }
  // ... other methods
}

// Module
@Module({
  providers: [
    UserService,
    {
      provide: UserRepository,  // Abstract class as token
      useClass: InMemoryUserRepository
    }
  ]
})
export class UserModule {}

// UserService - Không cần @Inject!
@Injectable()
export class UserService {
  constructor(private readonly userRepository: UserRepository) {}
}

4.4 So sánh 2 Giải pháp

Approach	Ưu điểm	Nhược điểm
String Token	Rõ ràng, flexible	Cần @Inject decorator
Abstract Class	Không cần @Inject	Ít flexible hơn

---

5. HOÀN THIỆN USERSERVICE

5.1 Folder Structure

src/
├── users/
│   ├── interfaces/
│   │   └── user-repository.interface.ts
│   ├── repositories/
│   │   ├── base.repository.ts
│   │   ├── in-memory-user.repository.ts
│   │   └── typeorm-user.repository.ts
│   ├── dto/
│   │   ├── create-user.dto.ts
│   │   └── update-user.dto.ts
│   ├── entities/
│   │   └── user.entity.ts
│   ├── user.service.ts
│   ├── user.controller.ts
│   └── user.module.ts

5.2 Interface và Token

// interfaces/user-repository.interface.ts
export const USER_REPOSITORY = 'USER_REPOSITORY';

export interface IUserRepository {
  create(data: CreateUserData): Promise<User>;
  findByEmail(email: string): Promise<User | null>;
  findById(id: string): Promise<User | null>;
  update(id: string, data: UpdateUserData): Promise<User>;
  delete(id: string): Promise<void>;
}

export interface CreateUserData {
  email: string;
  password: string;
  name: string;
}

export interface UpdateUserData {
  name?: string;
  password?: string;
}

export interface User {
  id: string;
  email: string;
  password: string;
  name: string;
  createdAt: Date;
  updatedAt: Date;
}

5.3 Base Repository

// repositories/base.repository.ts
export abstract class BaseRepository<T> {
  protected abstract entityName: string;

  protected generateId(): string {
    return `${this.entityName}_${Date.now()}_${Math.random().toString(36).substr(2, 9)}`;
  }

  protected log(operation: string, details?: any): void {
    console.log(`[${this.entityName}Repository] ${operation}`, details || '');
  }

  protected now(): Date {
    return new Date();
  }
}

5.4 In-Memory Implementation

// repositories/in-memory-user.repository.ts
import { Injectable } from '@nestjs/common';
import { BaseRepository } from './base.repository';
import { IUserRepository, User, CreateUserData, UpdateUserData } from '../interfaces/user-repository.interface';

@Injectable()
export class InMemoryUserRepository 
  extends BaseRepository<User> 
  implements IUserRepository {
  
  protected entityName = 'User';
  private users = new Map<string, User>();

  async create(data: CreateUserData): Promise<User> {
    const now = this.now();
    const user: User = {
      id: this.generateId(),
      ...data,
      createdAt: now,
      updatedAt: now
    };
    this.users.set(user.id, user);
    this.log('CREATE', { id: user.id, email: user.email });
    return user;
  }

  async findByEmail(email: string): Promise<User | null> {
    const user = [...this.users.values()].find(u => u.email === email);
    this.log('FIND_BY_EMAIL', { email, found: !!user });
    return user || null;
  }

  async findById(id: string): Promise<User | null> {
    const user = this.users.get(id);
    this.log('FIND_BY_ID', { id, found: !!user });
    return user || null;
  }

  async update(id: string, data: UpdateUserData): Promise<User> {
    const user = this.users.get(id);
    if (!user) throw new Error('User not found');
    
    const updated: User = { 
      ...user, 
      ...data, 
      updatedAt: this.now() 
    };
    this.users.set(id, updated);
    this.log('UPDATE', { id });
    return updated;
  }

  async delete(id: string): Promise<void> {
    const deleted = this.users.delete(id);
    this.log('DELETE', { id, success: deleted });
  }
}

5.5 UserService Hoàn Chỉnh

// user.service.ts
import { Injectable, Inject, ConflictException, NotFoundException } from '@nestjs/common';
import * as bcrypt from 'bcrypt';
import { USER_REPOSITORY, IUserRepository, User, CreateUserData } from './interfaces/user-repository.interface';
import { CreateUserDto } from './dto/create-user.dto';
import { UpdateUserDto } from './dto/update-user.dto';

export interface UserResponse {
  id: string;
  email: string;
  name: string;
  createdAt: Date;
}

@Injectable()
export class UserService {
  private readonly SALT_ROUNDS = 10;

  constructor(
    @Inject(USER_REPOSITORY)
    private readonly userRepository: IUserRepository
  ) {}

  async create(dto: CreateUserDto): Promise<UserResponse> {
    // Check duplicate email
    const existing = await this.userRepository.findByEmail(dto.email);
    if (existing) {
      throw new ConflictException('Email already exists');
    }

    // Hash password
    const hashedPassword = await bcrypt.hash(dto.password, this.SALT_ROUNDS);

    // Create user
    const user = await this.userRepository.create({
      email: dto.email,
      password: hashedPassword,
      name: dto.name
    });

    return this.toPublicUser(user);
  }

  async findById(id: string): Promise<UserResponse> {
    const user = await this.userRepository.findById(id);
    if (!user) {
      throw new NotFoundException('User not found');
    }
    return this.toPublicUser(user);
  }

  async findByEmail(email: string): Promise<User | null> {
    return this.userRepository.findByEmail(email);
  }

  async validatePassword(email: string, password: string): Promise<User | null> {
    const user = await this.userRepository.findByEmail(email);
    if (!user) return null;
    
    const isValid = await bcrypt.compare(password, user.password);
    return isValid ? user : null;
  }

  async update(id: string, dto: UpdateUserDto): Promise<UserResponse> {
    const updates: any = { ...dto };
    
    if (dto.password) {
      updates.password = await bcrypt.hash(dto.password, this.SALT_ROUNDS);
    }

    const user = await this.userRepository.update(id, updates);
    return this.toPublicUser(user);
  }

  async delete(id: string): Promise<void> {
    await this.userRepository.delete(id);
  }

  private toPublicUser(user: User): UserResponse {
    return {
      id: user.id,
      email: user.email,
      name: user.name,
      createdAt: user.createdAt
    };
  }
}

5.6 Module Configuration

// user.module.ts
import { Module } from '@nestjs/common';
import { UserService } from './user.service';
import { UserController } from './user.controller';
import { USER_REPOSITORY } from './interfaces/user-repository.interface';
import { InMemoryUserRepository } from './repositories/in-memory-user.repository';

@Module({
  controllers: [UserController],
  providers: [
    UserService,
    {
      provide: USER_REPOSITORY,
      useClass: InMemoryUserRepository
    }
  ],
  exports: [UserService]  // Export để modules khác dùng
})
export class UserModule {}

5.7 Switching to TypeORM (Bonus)

// repositories/typeorm-user.repository.ts
import { Injectable } from '@nestjs/common';
import { InjectRepository } from '@nestjs/typeorm';
import { Repository } from 'typeorm';
import { UserEntity } from '../entities/user.entity';
import { IUserRepository, User, CreateUserData, UpdateUserData } from '../interfaces/user-repository.interface';

@Injectable()
export class TypeOrmUserRepository implements IUserRepository {
  constructor(
    @InjectRepository(UserEntity)
    private readonly repo: Repository<UserEntity>
  ) {}

  async create(data: CreateUserData): Promise<User> {
    const entity = this.repo.create(data);
    return this.repo.save(entity);
  }

  async findByEmail(email: string): Promise<User | null> {
    return this.repo.findOne({ where: { email } });
  }

  async findById(id: string): Promise<User | null> {
    return this.repo.findOne({ where: { id } });
  }

  async update(id: string, data: UpdateUserData): Promise<User> {
    await this.repo.update(id, data);
    return this.findById(id);
  }

  async delete(id: string): Promise<void> {
    await this.repo.delete(id);
  }
}

// Đổi provider - UserService KHÔNG CẦN SỬA!
@Module({
  imports: [TypeOrmModule.forFeature([UserEntity])],
  providers: [
    UserService,
    {
      provide: USER_REPOSITORY,
      useClass: TypeOrmUserRepository  // Chỉ đổi dòng này!
    }
  ]
})
export class UserModule {}

---

6. TESTING VỚI DI

// user.service.spec.ts
import { Test, TestingModule } from '@nestjs/testing';
import { UserService } from './user.service';
import { USER_REPOSITORY, IUserRepository } from './interfaces/user-repository.interface';

describe('UserService', () => {
  let service: UserService;
  let mockRepository: jest.Mocked<IUserRepository>;

  beforeEach(async () => {
    // Tạo mock repository
    mockRepository = {
      create: jest.fn(),
      findByEmail: jest.fn(),
      findById: jest.fn(),
      update: jest.fn(),
      delete: jest.fn(),
    };

    const module: TestingModule = await Test.createTestingModule({
      providers: [
        UserService,
        {
          provide: USER_REPOSITORY,
          useValue: mockRepository  // Inject mock
        }
      ],
    }).compile();

    service = module.get<UserService>(UserService);
  });

  describe('create', () => {
    it('should create user successfully', async () => {
      // Arrange
      const dto = { email: 'test@example.com', password: 'password123', name: 'Test User' };
      const expectedUser = { id: '1', email: dto.email, name: dto.name, password: 'hashed', createdAt: new Date(), updatedAt: new Date() };
      
      mockRepository.findByEmail.mockResolvedValue(null);
      mockRepository.create.mockResolvedValue(expectedUser);

      // Act
      const result = await service.create(dto);

      // Assert
      expect(result.email).toBe(dto.email);
      expect(result.name).toBe(dto.name);
      expect(mockRepository.findByEmail).toHaveBeenCalledWith(dto.email);
      expect(mockRepository.create).toHaveBeenCalled();
    });

    it('should throw conflict if email exists', async () => {
      const dto = { email: 'existing@example.com', password: 'password123', name: 'Test' };
      mockRepository.findByEmail.mockResolvedValue({ id: '1' } as any);

      await expect(service.create(dto)).rejects.toThrow('Email already exists');
    });
  });
});

---

7. BÀI TẬP THỰC HÀNH

📝 Câu hỏi Lý thuyết

#	Câu hỏi	Gợi ý đáp án
1	DI giúp gì cho testing?	Có thể inject mock thay vì real dependencies
2	IoC Container là gì?	Quản lý việc tạo và inject dependencies
3	Tại sao không thể inject interface trực tiếp?	Interface không tồn tại ở runtime
4	useFactory khác useClass thế nào?	useFactory cho phép logic khởi tạo phức tạp

💻 Bài tập Code

Tạo provider với useFactory:

// Yêu cầu: Tạo DatabaseConnection provider
// - Đọc config từ ConfigService
// - Nếu NODE_ENV=test → return MockConnection
// - Nếu NODE_ENV=production → return RealConnection
// - Log connection status

providers: [
  {
    provide: 'DATABASE_CONNECTION',
    useFactory: (config: ConfigService) => {
      // TODO: Implement
    },
    inject: [ConfigService]
  }
]

---

🔗 Tiếp theo

Phần 5: SOLID Principles →

Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ:

• Hiểu 5 nguyên tắc SOLID
• Áp dụng DIP (Dependency Inversion) đã học
• Refactor UserService theo SRP
• Ví dụ Strategy Pattern cho NotificationService

---

📚 Tóm tắt Phần 4

Concept	Giải thích
DI	Inject dependencies thay vì tự tạo
IoC	Container quản lý việc tạo và inject
Token	ID để tìm provider (class, string, symbol)
useClass	Inject class implementation
useValue	Inject giá trị tĩnh
useFactory	Logic khởi tạo phức tạp
@Inject()	Chỉ định token khi inject

💡 Takeaway: DI là core của NestJS. Hiểu DI = Hiểu cách NestJS hoạt động.