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ASP.NET Core 2 学习笔记（四）依赖注入

程序员文章站 2022-03-07 08:31:23
ASP.NET Core使用了大量的依赖注入(Dependency Injection, DI)，把控制反转(Inversion Of Control, IoC)运用的相当巧妙。DI可算是ASP.NET Core最精华的一部分，有用过Autofac或类似的DI Framework对此应该不陌生。本篇 ......

ASP.NET Core使用了大量的依赖注入(Dependency Injection, DI)，把控制反转(Inversion Of Control, IoC)运用的相当巧妙。DI可算是ASP.NET Core最精华的一部分，有用过Autofac或类似的DI Framework对此应该不陌生。
本篇将介绍ASP.NET Core的依赖注入(Dependency Injection)。

DI 容器介绍

在没有使用DI Framework 的情况下，假设在UserController 要调用UserLogic，会直接在UserController 实例化UserLogic，如下：

public class UserLogic {
    public void Create(User user) {
        // ...
    }
}

public class UserController : Controller {
    public void Register(User user){
        var logic = new UserLogic();
        logic.Create(user);
        // ...
    }
}

以上程序基本没什么问题，但是依赖关系差了点。UserController 必须要依赖UserLogic才可以运行，拆出接口改成：

public interface IUserLogic {
    void Create(User user);
}

public class UserLogic : IUserLogic {
    public void Create(User user) {
        // ...
    }
}

public class UserController : Controller {
    private readonly IUserLogic _userLogic;

    public UserController() {
        _userLogic = new UserLogic();
    }

    public void Register(User user){
        _userLogic.Create(user);
        // ...
    }
}

UserController 与UserLogic 的依赖关系只是从Action 移到构造方法中，依然还是很强的依赖关系。

ASP.NET Core透过DI容器，切断这些依赖关系，实例的产生不在使用方(指上例UserController构造方法中的new)，而是在DI容器。
DI容器的注册方式也很简单，在Startup.ConfigureServices注册。如下：

Startup.cs

// ...
public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddMvc();
    }
}

services就是一个DI容器。
此例把MVC的服务注册到DI容器，等到需要用到MVC服务时，才从DI容器取得对象实例。　

基本上要注入到Service的类没什么限制，除了静态类。
以下示例就只是一般的Class继承Interface：

public interface ISample
{
    int Id { get; }
}

public class Sample : ISample
{
    private static int _counter;
    private int _id;

    public Sample()
    {
        _id = ++_counter;
    }

    public int Id => _id;
}

要注入的Service需要在Startup.ConfigureServices中注册实例类型。如下：

Startup.cs

// ...
public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        // ...
        services.AddScoped<ISample, Sample>();
    }
}
  • 第一个泛型为注入的类型
    建议用Interface来包装，这样在才能把依赖关系拆除。
  • 第二个泛型为实例的类型

DI 运行方式

ASP.NET Core的DI是采用Constructor Injection，也就是说会把实例化的物件从建构子传入。
如果要取用DI容器内的物件，只要在建构子加入相对的Interface即可。例如：

Controllers\HomeController.cs

using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using MyWebsite.Models;

namespace MyWebsite.Controllers
{
    public class HomeController : Controller
    {
        private readonly ISample _sample;

        public HomeController(ISample sample)
        {
            _sample = sample;
        }

        public string Index()
        {
            return $"[ISample]\r\n"
                 + $"Id: {_sample.Id}\r\n"
                 + $"HashCode: {_sample.GetHashCode()}\r\n"
                 + $"Tpye: {_sample.GetType()}";
        }
    }
}

输出内容如下：

[ISample]
Id: 1
HashCode: 52582687
Tpye: MyWebsite.Models.Sample

ASP.NET Core 实例化Controller 时，发现构造方法中有ISample 这个类型的参数，就把Sample 的实例注入给该Controller。

每个Request 都会把Controller 实例化，所以DI 容器会从构造方法注入ISample 的实例，把sample 存到变量_sample 中，就能确保Action 能够使用到被注入进来的ISample 实例。

注入实例过程，情境如下：

ASP.NET Core 2 学习笔记（四）依赖注入

Service 生命周期

注册在DI 容器的Service 分三种生命周期：

  • Transient
    每次注入时，都重新new一个新的实例。
  • Scoped
    每个Request都重新new一个新的实例，同一个Request不管经过多少个Pipeline都是用同一个实例。上例所使用的就是Scoped。
  • Singleton
    被实例化后就不会消失，程式运行期间只会有一个实例。

小改一下Sample 类的代码：

namespace MyWebsite.Models
{
    public interface ISample
    {
        int Id { get; }
    }

    public interface ISampleTransient : ISample
    {
    }

    public interface ISampleScoped : ISample
    {
    }

    public interface ISampleSingleton : ISample
    {
    }

    public class Sample : ISampleTransient, ISampleScoped, ISampleSingleton
    {
        private static int _counter;
        private int _id;

        public Sample()
        {
            _id = ++_counter;
        }

        public int Id => _id;
    }
}

在Startup.ConfigureServices中注册三种不同生命周期的服务。如下：

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddTransient<ISampleTransient, Sample>();
        services.AddScoped<ISampleScoped, Sample>();
        services.AddSingleton<ISampleSingleton, Sample>();
        // Singleton 也可以用以下方法注册
        // services.AddSingleton<ISampleSingleton>(new Sample());
    }
}

Service Injection

只要是透过WebHost产生实例的类型，都可以在构造方法注入。

所以Controller、View、Filter、Middleware或自定义的Service等都可以被注入。
此篇我只用Controller、View、Service做为范例。

Controller

在TestController 中注入上例的三个Services：

Controllers\TestController.cs

using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using MyWebsite.Models;

namespace MyWebsite.Controllers
{
    public class TestController : Controller
    {
        private readonly ISample _transient;
        private readonly ISample _scoped;
        private readonly ISample _singleton;

        public TestController(
            ISampleTransient transient,
            ISampleScoped scoped,
            ISampleSingleton singleton)
        {
            _transient = transient;
            _scoped = scoped;
            _singleton = singleton;
        }

        public IActionResult Index()
        {
            ViewBag.TransientId = _transient.Id;
            ViewBag.TransientHashCode = _transient.GetHashCode();

            ViewBag.ScopedId = _scoped.Id;
            ViewBag.ScopedHashCode = _scoped.GetHashCode();

            ViewBag.SingletonId = _singleton.Id;
            ViewBag.SingletonHashCode = _singleton.GetHashCode();
            return View();
        }
    }
}

Views\Test\Index.cshtml

<table border="1">
    <tr><td colspan="3">Cotroller</td></tr>
    <tr><td>Lifetimes</td><td>Id</td><td>Hash Code</td></tr>
    <tr><td>Transient</td><td>@ViewBag.TransientId</td><td>@ViewBag.TransientHashCode</td></tr>
    <tr><td>Scoped</td><td>@ViewBag.ScopedId</td><td>@ViewBag.ScopedHashCode</td></tr>
    <tr><td>Singleton</td><td>@ViewBag.SingletonId</td><td>@ViewBag.SingletonHashCode</td></tr>
</table>

输出内容如下：

 ASP.NET Core 2 学习笔记（四）依赖注入

从左到又打开页面三次，可以发现Singleton的Id及HashCode都是一样的，现在还看不太能看出来Transient及Scoped的差异。

Service 实例产生方式：

 ASP.NET Core 2 学习笔记（四）依赖注入

图例说明：

  • A为Singleton对象实例
    一但实例化，就会一直存在于DI容器中。
  • B为Scoped对象实例
    每次Request就会产生新的实例在DI容器中，让同Request周期的使用方，拿到同一个实例。
  • C为Transient对象实例
    只要跟DI容器请求这个类型，就会取得新的实例。

View

View注入Service的方式，直接在*.cshtml使用@inject：

Views\Test\Index.cshtml

@using MyWebsite.Models

@inject ISampleTransient transient
@inject ISampleScoped scoped
@inject ISampleSingleton singleton

<table border="1">
    <tr><td colspan="3">Cotroller</td></tr>
    <tr><td>Lifetimes</td><td>Id</td><td>Hash Code</td></tr>
    <tr><td>Transient</td><td>@ViewBag.TransientId</td><td>@ViewBag.TransientHashCode</td></tr>
    <tr><td>Scoped</td><td>@ViewBag.ScopedId</td><td>@ViewBag.ScopedHashCode</td></tr>
    <tr><td>Singleton</td><td>@ViewBag.SingletonId</td><td>@ViewBag.SingletonHashCode</td></tr>
</table>
<hr />
<table border="1">
    <tr><td colspan="3">View</td></tr>
    <tr><td>Lifetimes</td><td>Id</td><td>Hash Code</td></tr>
    <tr><td>Transient</td><td>@transient.Id</td><td>@transient.GetHashCode()</td></tr>
    <tr><td>Scoped</td><td>@scoped.Id</td><td>@scoped.GetHashCode()</td></tr>
    <tr><td>Singleton</td><td>@singleton.Id</td><td>@singleton.GetHashCode()</td></tr>
</table>

输出内容如下：

ASP.NET Core 2 学习笔记（四）依赖注入

从左到又打开页面三次，Singleton的Id及HashCode如前例是一样的。
Transient及Scoped的差异在这次就有明显差异，Scoped在同一次Request的Id及HashCode都是一样的，如红紫篮框。

Service

简单建立一个CustomService，注入上例三个Service，代码类似TestController。如下：

Services\CustomService.cs

using MyWebsite.Models;

namespace MyWebsite.Services
{
    public class CustomService
    {
        public ISample Transient { get; private set; }
        public ISample Scoped { get; private set; }
        public ISample Singleton { get; private set; }

        public CustomService(ISampleTransient transient,
            ISampleScoped scoped,
            ISampleSingleton singleton)
        {
            Transient = transient;
            Scoped = scoped;
            Singleton = singleton;
        }
    }
}

注册CustomService

Startup.cs

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        // ...
        services.AddScoped<CustomService, CustomService>();
    }
}

第一个泛型也可以是类，不一定要是接口。
缺点是使用方以Class作为依赖关系，变成强关联的依赖。

在View 注入CustomService：

Views\Home\Index.cshtml

@using MyWebsite
@using MyWebsite.Models
@using MyWebsite.Services

@inject ISampleTransient transient
@inject ISampleScoped scoped
@inject ISampleSingleton singleton
@inject CustomService customService

<table border="1">
    <tr><td colspan="3">Cotroller</td></tr>
    <tr><td>Lifetimes</td><td>Id</td><td>Hash Code</td></tr>
    <tr><td>Transient</td><td>@ViewBag.TransientId</td><td>@ViewBag.TransientHashCode</td></tr>
    <tr><td>Scoped</td><td>@ViewBag.ScopedId</td><td>@ViewBag.ScopedHashCode</td></tr>
    <tr><td>Singleton</td><td>@ViewBag.SingletonId</td><td>@ViewBag.SingletonHashCode</td></tr>
</table>
<hr />
<table border="1">
    <tr><td colspan="3">View</td></tr>
    <tr><td>Lifetimes</td><td>Id</td><td>Hash Code</td></tr>
    <tr><td>Transient</td><td>@transient.Id</td><td>@transient.GetHashCode()</td></tr>
    <tr><td>Scoped</td><td>@scoped.Id</td><td>@scoped.GetHashCode()</td></tr>
    <tr><td>Singleton</td><td>@singleton.Id</td><td>@singleton.GetHashCode()</td></tr>
</table>
<hr />
<table border="1">
    <tr><td colspan="3">Custom Service</td></tr>
    <tr><td>Lifetimes</td><td>Id</td><td>Hash Code</td></tr>
    <tr><td>Transient</td><td>@customService.Transient.Id</td><td>@customService.Transient.GetHashCode()</td></tr>
    <tr><td>Scoped</td><td>@customService.Scoped.Id</td><td>@customService.Scoped.GetHashCode()</td></tr>
    <tr><td>Singleton</td><td>@customService.Singleton.Id</td><td>@customService.Singleton.GetHashCode()</td></tr>
</table>

输出内容如下：

 ASP.NET Core 2 学习笔记（四）依赖注入

从左到又打开页面三次：

  • Transient
    如预期，每次注入都是不一样的实例。
  • Scoped
    在同一个Requset中，不论是在哪边被注入，都是同样的实例。
  • Singleton
    不管Requset多少次，都会是同一个实例。

参考

Introduction to Dependency Injection in ASP.NET Core 
ASP.NET Core Dependency Injection Deep Dive

 

老司机发车啦：https://github.com/SnailDev/SnailDev.NETCore2Learning

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