.net 温故知新:【7】IOC控制反转,DI依赖注入

IOC控制反转

大部分应用程序都是这样编写的:编译时依赖关系顺着运行时执行的方向流动,从而生成一个直接依赖项关系图。 也就是说,如果类 A 调用类 B 的方法,类 B 调用 C 类的方法,则在编译时,类 A 将取决于类 B,而 B 类又取决于类 C

应用程序中的依赖关系方向应该是抽象的方向,而不是实现详细信息的方向。
而这就是控制反转的思想。
应用依赖关系反转原则后,A 可以调用 B 实现的抽象上的方法,让 A 可以在运行时调用 B,而 B 又在编译时依赖于 A 控制的接口(因此,典型的编译时依赖项发生反转)。 运行时,程序执行的流程保持不变,但接口引入意味着可以轻松插入这些接口的不同实现。

上下不同的实现方式在于之前的依赖关系是A->B->C,控制反转后A->B接口->C接口,然后具体的B,C实现又是B->B接口的反转依赖。这样的好处就是A只依赖B接口而不是依赖实现,具体我们要实现是什么只需要按照业务需求进行编写,并且可以随时替换实现而不会影响A的实现,这种思想就是控制反转。

如下是顺序依赖:

        public class A
        {
            //依赖具体类
            public B b;
            public C c;
            public A(B _b, C _c) {
                b = _b;
                c = _c;
            }
            public void Listen()
            {
                b.SayHi();
                c.SayBye();
            }
        }

        public class B
        {
            public void SayHi()
            {
                Console.WriteLine("hi...");
            }
        }
        public class C
        {
            public void SayBye()
            {
                Console.WriteLine("bye...");
            }
        }

如下是控制反转:

        public class A
        {
            //依赖接口
            public IB b;
            public IC c;
            public A(IB _b, IC _c)
            {
                b = _b;
                c = _c;
            }
            public void Listen()
            {
                b.SayHi();
                c.SayBye();
            }
        }

        public interface IB
        {
            public void SayHi();
        }
        public interface IC
        {
            public void SayBye();
        }

DI依赖注入

.NET 支持依赖关系注入 (DI) 软件设计模式,这是一种在类及其依赖项之间实现控制反转 (IoC) 的技术。
我们首先用代码来看什么是DI,在.net提供的扩展包Microsoft.Extensions.DependencyInjection中来完成DI,nuget安装。

然后我们实现接口B和接口C,实现我们可以说英语,也可以说汉语,我们在SayHi和SayBye中输出汉语。

        public class B : IB
        {
            public void SayHi()
            {
                Console.WriteLine("你好...");
            }
        }

        public class C : IC
        {
            public void SayBye()
            {
                Console.WriteLine("再见...");
            }
        }

然后在服务容器中注册依赖关系。 .NET 提供了一个内置的服务容器 IServiceProvider。 服务通常在应用启动时注册,并追加到 IServiceCollection。 添加所有服务后,可以使用 BuildServiceProvider 创建服务容器,然后在容器中直接取“要”对象而不用去管它如何实例化,并且DI具备传染性,假如B引用了D接口ID,那么我们注册B并在获取B实例时,引用的D也会实例化。

            //IServiceCollection 服务
            IServiceCollection services = new ServiceCollection();
            //服务注册
            services.AddTransient();
            services.AddTransient();
            services.AddTransient();
            //创建服务容器
            var serviceProvider = services.BuildServiceProvider();
            //获取服务
            var a = serviceProvider.GetRequiredService();
            //使用
            a.Listen();
            Console.ReadKey();

这就是通过DI依赖注入的方式来实现IOC的思想,或许你会好奇为什么我们不直接实例化A,然后在构造方法里面传进去就行了,也就不依赖DI实现了。但是如果程序结构更复杂些呢,比如我上面提到的B又有D,D又有F呢,这样我们在构造的时候不是一直要new很多对象,而且同一个接口的不同实现我们还要去找实例化处的代码进行修改。比如我SayHI我想说英文呢?那么我们假设实现一个BB,然后在服务注册的地方注册BB就可以了。

        public class BB : IB
        {
            public void SayHi()
            {
                Console.WriteLine("hello...");
            }
        }

然后注册BB services.AddTransient(),而不用去改任何逻辑。

服务生命周期

在注册服务的时候我使用的AddTransient方法,表示注册的服务是瞬态的,也就是每次请求都是重新创建实例。同时还提供其它注册服务的方法。

服务有三种声明周期:

  • 瞬态
  • 作用域
  • 单例
  1. 瞬态
    服务是每次从服务容器进行请求时创建的。 这种生存期适合轻量级、 无状态的服务。 用 AddTransient 注册服务。在处理请求的应用中,在请求结束时会释放暂时服务。

  2. 作用域
    指定了作用域的生存期指明了每个客户端请求(连接)创建一次服务。 向 AddScoped 注册范围内服务。在处理请求的应用中,在请求结束时会释放有作用域的服务。
    想asp.net 在处理一个请求的时候是一个作用域,同样我们自己也可以定义作用域。使用serviceProvider.CreateScope()创建作用域,在作用域释放后对象将被释放。

    我们使用AddScoped添加对象,然后在作用域中取两个A对象进行比较,可以看到是True
    如果我们用AddTransient注册A,即使在作用域内两个对象比较也是不一样的,结果为False

  3. 单例
    单例大家应该好理解,就是设计模式中的单例,使用AddSingleton 注册,在首次请求它们时进行创建;或者在向容器直接提供实现实例时由开发人员进行创建。 很少用到此方法,因为可能是线程不安全的,如果服务中有状态。

其它

在Microsoft.Extensions.DependencyInjection中只能用构造函数注入,其它框架还提供属性注入,比如autofac。至于原因不得而知,当然也看个人喜好。查了些资料说是构造函数注入更科学,在对象创建的瞬间对象的构造方法将服务实例化,避免逻辑问题。

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