ASP.NET Core技術研究-探祕依賴注入框架
ASP.NET Core在底層內建了一個依賴注入框架，通過依賴注入的方式註冊服務、提供服務。依賴注入不僅服務於ASP.NET Core自身，同時也是應用程式的服務提供者。
毫不誇張的說，ASP.NET Core通過依賴注入實現了各種服務物件的註冊和建立，同時也實現了面向抽象的程式設計模式和程式設計體驗，提升了應用程式的擴充套件性。
今天，我們普及一下ASP.NET Core中依賴注入的一些基本知識。
一、服務的註冊
我們通過建立一個ASP.NET Core的專案，可以發現在Startup.cs 類中，有一個方法ConfigureServices，這個方法的註釋是這樣的：
This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.
在ConfigureServices方法中我們可以將通過ASP.NET Core內建的依賴注入框架實現服務的的註冊。
這個方法有個引數：IServiceCollection，見名知意，服務集合。
ASP.NET Core內建的依賴注入框架將服務註冊資訊儲存到一個實現了IServiceCollection介面的物件中。預設情況下這個介面的實現類是ServiceCollection，以下是這個類的說明：
https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/microsoft.extensions.dependencyinjection.servicecollection?view=dotnet-plat-ext-3.1
通過這個介面和類實現，我們可以發現，註冊服務其實就是將一個服務的ServiceDescriptor物件新增到ServiceCollection集合中。
例如：
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.Add(new ServiceDescriptor(typeof(IUserRepository), new UserRepository()));
services.AddControllers();
}ServiceDescriptor可以理解為對某個服務註冊項的描述。ASP.NET Core的依賴注入容器IServiceProvider通過ServiceDescriptor的資訊，動態建立服務的例項Instance.
我們看一下這個ServiceDescriptor類：
有幾個關鍵的屬性：
1. ServiceType：服務的型別，例如服務介面的型別資訊
2. ImplementationType：服務的實現型別，例如服務介面實現類的型別資訊
3. ImplementationInstance：實現服務的例項，一般是服務單例模式場景下使用。 https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/microsoft.extensions.dependencyinjection.servicedescriptor.-ctor?view=dotnet-plat-ext-3.1#Microsoft_Extensions_DependencyInjection_ServiceDescriptor__ctor_System_Type_System_Object_
4. Lifetime：服務生命週期：Scoped（同一個請求中同一個IServiceProvider提供的物件是同一個）、Singleton（單例）、Transient（每次從服務容器進行請求時建立）
5. ImplementationFactory 服務例項建立工廠，自定義的IServiceProvider服務提供容器
服務註冊提供了一系列過載的方法，大家可以根據需要進行選擇：
服務註冊的過程中，涉及到了服務的生命週期的概念，接下來我們詳細看一下。
二、服務生命週期
服務的生命週期設定，決定了服務提供容器IServiceProvider使用什麼樣的方式提供服務例項物件。正如上面第一章節所說的，
ASP.NET Core服務依賴注入框架，支援三種類型的服務生命週期：
- Singleton
- Scoped
- Transient
其中：
Transient：暫時的，每次從服務容器進行請求時建立。 這種生存期適合輕量級、 無狀態的服務。
Singleton：單一例項，在第一次請求時（或者在執行 Startup.ConfigureServices 並且使用服務註冊指定例項時）建立的。每個後續請求都使用相同的例項。
Scoped：範圍內的，作用域生存期服務，以每個客戶端請求（連線）一次的方式建立。可以這麼理解：同一個請求中同一個IServiceProvider提供的物件是同一個。
微軟給了個例子不錯：先註冊服務，三種類型
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddRazorPages();
services.AddScoped<IMyDependency, MyDependency>();
services.AddTransient<IOperationTransient, Operation>();
services.AddScoped<IOperationScoped, Operation>();
services.AddSingleton<IOperationSingleton, Operation>();
services.AddSingleton<IOperationSingletonInstance>(new Operation(Guid.Empty));
//OperationService depends on each of the other Operation types.
services.AddTransient<OperationService, OperationService>();
}
第一個請求：
控制器操作： 暫時性：d233e165-f417-469b-a866-1cf1935d2518 作用域：5d997e2d-55f5-4a64-8388-51c4e3a1ad19 單一例項：01271bc1-9e31-48e7-8f7c-7261b040ded9 例項：00000000-0000-0000-0000-000000000000 OperationService 操作： 暫時性：c6b049eb-1318-4e31-90f1-eb2dd849ff64 作用域：5d997e2d-55f5-4a64-8388-51c4e3a1ad19 單一例項：01271bc1-9e31-48e7-8f7c-7261b040ded9 例項：00000000-0000-0000-0000-000000000000
第二個請求：
第二個請求： 控制器操作： 暫時性：b63bd538-0a37-4ff1-90ba-081c5138dda0 作用域：31e820c5-4834-4d22-83fc-a60118acb9f4 單一例項：01271bc1-9e31-48e7-8f7c-7261b040ded9 例項：00000000-0000-0000-0000-000000000000 OperationService 操作： 暫時性：c4cbacb8-36a2-436d-81c8-8c1b78808aaf 作用域：31e820c5-4834-4d22-83fc-a60118acb9f4 單一例項：01271bc1-9e31-48e7-8f7c-7261b040ded9 例項：00000000-0000-0000-0000-000000000000
大家可以根據實際的需要選擇服務的生命週期，建立不同型別的服務。
三、服務的消費
前面，我們將服務註冊到IServiceCollection，ASP.NET Core服務提供容器IServiceProvider就可以根據IServiceCollection 建立具體型別的服務物件了。
我們先看一下IServiceProvider介面，可以發現：只有一個GetService方法。
我們可以通過以下程式碼使用：
public static void Main(string[] args)
{
var builder = CreateHostBuilder(args);
var host = builder.Build();
var userRepo = host.Services.GetService(typeof(IUserRepository)) as IUserRepository;
userRepo.AddUser("user");
host.Run();
}
同時，我們更多常用的是：
將服務通過ASP.NET Core依賴注入框架注入到控制器中
ASP.NET Core MVC 控制器通過建構函式顯式請求依賴關係。即：通過建構函式注入服務的實現。
前面，我們通過ConfigureServices註冊了服務IUserRepository，在Controller這一層如何消費使用這個服務呢？答案就是在Controller建構函式中注入。
看一段示例程式碼：（HomeController的建構函式中，增加了一個引數IUserRepository）
public class HomeController : Controller
{
private readonly ILogger<HomeController> _logger;
private IUserRepository _userRepository;
public HomeController(ILogger<HomeController> logger, IUserRepository userRepository)
{
_logger = logger;
_userRepository = userRepository;
}
public IActionResult Index()
{
_userRepository.AddUser(new User() { });
return View();
}
public IActionResult Privacy()
{
return View();
}
[ResponseCache(Duration = 0, Location = ResponseCacheLocation.None, NoStore = true)]
public IActionResult Error()
{
return View(new ErrorViewModel { RequestId = Activity.Current?.Id ?? HttpContext.TraceIdentifier });
}
}
同時，ASP.NET Core MVC 控制器支援通過註解FromServicesAttribute， 將服務直接注入到Action方法中，而無需使用建構函式注入：
public IActionResult Index([FromServices] IUserRepository userRepository)
{
userRepository.AddUser(new User() { });
return View();
}
ASP.NET Core除了支援將服務注入到控制器，同時還支援將服務依賴注入到檢視，可以參考以下連結：
https://docs.microsoft.com/zh-cn/aspnet/core/mvc/views/dependency-injection?view=aspnetcore-3.0
以上是對ASP.NET Core依賴注入框架的研究，分享給大家。
周國慶
2020/4/12