1. Ioc 與 DI

Ioc 和DI 這兩個詞大家都應該比較熟悉，這兩者已經在各種開發語言各種框架中普遍使用，成為框架中的一種基本設施了，

Ioc 是控制反轉， Inversion of Control 的縮寫，DI 是依賴注入，Inject Dependency 的縮寫，

所謂控制反轉，反轉的是類與類之間依賴的創建，型別A依賴于型別B時，不依賴于具體的型別，而是依賴于抽象，不在類A中直接 new 類B的物件，而是通過外部傳入依賴的型別物件，以實作類與類之間的解耦，所謂依賴注入，就是由一個外部容器對各種依賴型別物件進行管理，包括物件的創建、銷毀、狀態保持等，并在某一個型別需要使用其他型別物件的時候，由容器進行傳入，

下圖是一張網圖，是關于Ioc解耦比較經典的圖示程序了，至于依賴解耦的好處，就不在這里細講了，如果有對依賴注入基本概念不理解的，可以稍微搜索一下相關的文章，也可以參考 ASP.NET Core 依賴注入 | Microsoft Learn 官方檔案中的講解，

Ioc是一種設計思想，而DI是這種思想的具體實作，依賴注入是一種設計模式，是對面向物件編程五大基本原則中的依賴倒置原則的實踐，其中很重要的一個點就是 Ioc 容器的實作，

2. .NET Core 依賴注入的基本用法

在 .NET Core 平臺下，有一套自帶的輕量級Ioc框架，如果是ASP.NET Core專案，更是在使用主機的時候自動集成了進去，我們在startup類中的ConfigureServices方法中的代碼就是往容器中配置依賴注入關系，如果是控制臺專案的話，還需要自己去集成，除此之外，.NET 平臺下還有一些第三方依賴注入框架，如 Autofac、Unity、Castle Windsor等，

這里先不討論第三方框架的內容，先簡單介紹一下.Net Core平臺自帶的Ioc框架的使用，

2.1 服務

依賴項注入術語中，服務通常是指向其他物件提供服務的物件，既可以作為其他類的依賴項，也可能依賴于其他服務，服務是Ioc容器管理的物件，

2.2 服務生命周期

使用了依賴注入框架之后，所有我們注入到容器中的型別的創建、銷毀作業都由容器來完成，那么容器什么時候創建一個型別實體，什么時候銷毀一個型別實體呢？這就涉及到注入服務的生命周期了，根據我們的需要，我們可以向容器中注冊服務的時候，對服務的生命周期進行設定，服務的生命周期有以下三種：

(1) 單例 Singleton

注冊成單例模式的服務，整個應用程式生命周期以內只創建一個實體，在應用內第一個使用到該服務時創建，在應用程式停止時銷毀，
在某些情況下，對于某些特殊的類，我們需要注冊成單例模式，這可以減少實體初始化的消耗，還能實作跨 Service 事務的功能，

(2)范圍(或者作用域) Scoped

在同一個范圍內只初始化一個實體 ，在 web 應用中，可以理解為每一個 request 級別只創建一個實體，同一個 http request 會在一個 scope 內，

(3)多例 Tranisent

每一次使用到服務時都會創建一個新的實體，每一次對該依賴的獲取都是一個新實體，

2.3 服務注冊

在ASP.NET Core這樣的web應用框架中，在使用主機的時候就自動集成了依賴注入框架，之后我們可以通過 IServiceCollection 物件來注冊依賴注入關系，前面入口檔案一篇講過，.NET 6 之前可以在 Startup 類中的 ConfigureServices 方法中進行注冊，該方法傳入IServiceCollection引數，.NET 6 之后，可以通過 WebApplicationBuilder 物件的 Services屬性進行注冊，

服務注冊常用的方法如下：

• Add 方法
  通過引數 ServiceDescriptor 將服務型別、實作型別、生命周期等資訊傳入進去，是服務注冊最基本的方法，其中 ServiceDescriptor 引數又有多種變形，

  // 最基本的服務注冊方法，除此之外還有其他各種變形
  builder.Services.Add(new ServiceDescriptor(typeof(IRabbit), typeof(Rabbit), ServiceLifetime.Transient));
  builder.Services.Add(ServiceDescriptor.Scoped<IRabbit, Rabbit>());
  builder.Services.Add(ServiceDescriptor.Singleton(typeof(IRabbit), (services) => new Rabbit()));
  

• Add{lifetime}擴展方法
  基于 Add 方法的擴展方法，包括以下幾種，每種都有多個多載：

  // 基于生命周期的擴展方法，以下為實體，正式開發中不可能將一個型別注冊為多個生命周期，會拋出例外
  builder.Services.AddTransient<IRabbit, Rabbit>();
  builder.Services.AddTransient(typeof(IRabbit), typeof(Rabbit));
  builder.Services.AddScoped<IRabbit, Rabbit>();
  builder.Services.AddSingleton<IRabbit, Rabbit>();
  

• TryAdd{lifetime}擴展方法
  對于 Add{lifetime} 方法的擴展，位于命名空間 Microsoft.Extensions.DependencyInjection.Extensions 下，
  與 Add{lifetime} 方法相比，差別在于當使用 Add{lifetime} 方法將同樣的服務注冊了多次時，在使用 IEnumerable<{Service}> 決議服務時，就會產生多個實體的副本，這可能會導致一些意料之外的 bug，特別是單例生命周期的服務，

  // 同一個服務同一個實作注入多次
  builder.Services.AddSingleton<IRabbit, Rabbit>();
  builder.Services.AddSingleton<IRabbit, Rabbit>();
  
  [ApiController]
  [Route("[controller]")]
  public class InjectTestController : ControllerBase
  {
  	private readonly IEnumerable<IRabbit> _rabbits;
  	public InjectTestController(IEnumerable<IRabbit> rabbits)
  	{
  		_rabbits = rabbits;
  
  	[HttpGet("")]
  	public Task InjectTest()
  	{
  		// 2個IRabbit實體
  		Console.WriteLine(_rabbits.Count());
  		var rabbit1 = _rabbits.First();
  		var rabbit2 = _rabbits.ElementAt(1);
  		// 都是 Rabbit 型別
  		Console.WriteLine(rabbit1 is Rabbit);
  		Console.WriteLine(rabbit2 is Rabbit);
  		// 兩個實體不是同一個
  		Console.WriteLine(rabbit1 == rabbit2);
  		return Task.CompletedTask;
  	}
  }
  

  呼叫介面后，列印輸出結果如下：

  

  而使用 TryAdd{lifetime} 方法，當DI容器中已存在指定型別的服務時，則不進行任何操作；反之，則將該服務注入到DI容器中，

  • TryAdd：對于 Add 方法
  • TryAddTransient：對應AddTransient 方法
  • TryAddScoped：對應AddScoped 方法
  • TryAddSingleton：對應AddSingleton 方法

  將服務注冊改成以下代碼：

  builder.Services.AddTransient<IRabbit, Rabbit>();
  // 由于上面已經注冊了服務型別 IRabbit，所以下面的代碼不不會執行任何操作（與生命周期無關）
  builder.Services.TryAddTransient<IRabbit, Rabbit>();
  builder.Services.TryAddTransient<IRabbit, Rabbit1>();
  

  在上面的控制器中新增以下方法：

  [HttpGet(nameof(InjectTest1))]
  public Task InjectTest1()
  {
      // 只有1個IRabbit實體
      Console.WriteLine(_rabbits.Count());
      var rabbit1 = _rabbits.First();
      // 都是 Rabbit 型別
      Console.WriteLine(rabbit1 is Rabbit);
      return Task.CompletedTask;
  }
  

  呼叫介面后，列印輸出結果如下：
  

• TryAddEnumerable 方法

  與 TryAdd 對應，區別在于TryAdd僅根據服務型別來判斷是否要進行注冊，而TryAddEnumerable則是根據服務型別和實作型別一同進行判斷是否要進行注冊，常常用于注冊同一服務型別的多個不同實作，

  將服務注冊改成以下代碼：

  builder.Services.TryAddEnumerable(ServiceDescriptor.Transient<IRabbit, Rabbit>());
  builder.Services.TryAddEnumerable(ServiceDescriptor.Transient<IRabbit, Rabbit1>());
  // 未進行任何操作，因為 IRabbit 服務的 Rabbit實作在上面已經注冊了
  builder.Services.TryAddEnumerable(ServiceDescriptor.Transient<IRabbit, Rabbit>());
  

  在上面的控制器新增一個方法：

  [HttpGet(nameof(InjectTest2))]
  public Task InjectTest2()
  {
      // 2個IRabbit實體
      Console.WriteLine(_rabbits.Count());
      var rabbit1 = _rabbits.First();
      var rabbit2 = _rabbits.ElementAt(1);
      // 第一個是 Rabbit 型別，第二個是 Rabbit1型別
      Console.WriteLine(rabbit1 is Rabbit);
      Console.WriteLine(rabbit2 is Rabbit1);
      return Task.CompletedTask;
  }
  

  呼叫介面后，控制臺列印如下：
  

• Repalce 與 Remove 方法

  當我們想要從Ioc容器中替換或是移除某些已經注冊的服務時，可以使用Replace和Remove，

  // 將容器中注冊的IRabbit實作替換為 Rabbit1
  builder.Services.Replace(ServiceDescriptor.Transient<IRabbit, Rabbit1>());
  // 從容器中 IRabbit 注冊的實作 Rabbit1
  builder.Services.Remove(ServiceDescriptor.Transient<IRabbit, Rabbit1>());
  // 移除 IRabbit服務的所有注冊
  builder.Services.RemoveAll<IRabbit>();
  // 清空容器中的所有服務注冊
  builder.Services.Clear();
  

以上是 .NET Core 框架自帶的 Ioc 容器的一些基本概念和依賴關系注入的介紹，下一章是注入到容器中的服務使用部分，

參考文章：
ASP.NET Core 依賴注入 | Microsoft Learn
理解ASP.NET Core - 依賴注入(Dependency Injection)

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標籤：.NET技术

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