ASP.NET Core技术研究-探秘依赖注入框架
ASP.NET Core在底层内置了一个依赖注入框架，通过依赖注入的方式注册服务、提供服务。依赖注入不仅服务于ASP.NET Core自身，同时也是应用程序的服务提供者。
毫不夸张的说，ASP.NET Core通过依赖注入实现了各种服务对象的注册和创建，同时也实现了面向抽象的编程模式和编程体验，提升了应用程序的扩展性。
今天，我们普及一下ASP.NET Core中依赖注入的一些基本知识。
一、服务的注册
我们通过创建一个ASP.NET Core的项目，可以发现在Startup.cs 类中，有一个方法ConfigureServices，这个方法的注释是这样的：
This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.
在ConfigureServices方法中我们可以将通过ASP.NET Core内置的依赖注入框架实现服务的的注册。
这个方法有个参数：IServiceCollection，见名知意，服务集合。
ASP.NET Core内置的依赖注入框架将服务注册信息存储到一个实现了IServiceCollection接口的对象中。默认情况下这个接口的实现类是ServiceCollection，以下是这个类的说明：
通过这个接口和类实现，我们可以发现，注册服务其实就是将一个服务的ServiceDescriptor对象添加到ServiceCollection集合中。
例如：
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.Add(new ServiceDescriptor(typeof(IUserRepository), new UserRepository()));
services.AddControllers();
}
ServiceDescriptor可以理解为对某个服务注册项的描述。ASP.NET Core的依赖注入容器IServiceProvider通过ServiceDescriptor的信息，动态创建服务的实例Instance.
我们看一下这个ServiceDescriptor类：
有几个关键的属性：
1. ServiceType：服务的类型，例如服务接口的类型信息
2. ImplementationType：服务的实现类型，例如服务接口实现类的类型信息
3. ImplementationInstance：实现服务的实例，一般是服务单例模式场景下使用。 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：服务生命周期：Scoped（同一个请求中同一个IServiceProvider提供的对象是同一个）、Singleton（单例）、Transient（每次从服务容器进行请求时创建）
5. ImplementationFactory 服务实例创建工厂，自定义的IServiceProvider服务提供容器
服务注册提供了一系列重载的方法，大家可以根据需要进行选择：
服务注册的过程中，涉及到了服务的生命周期的概念，接下来我们详细看一下。
二、服务生命周期
服务的生命周期设置，决定了服务提供容器IServiceProvider使用什么样的方式提供服务实例对象。正如上面第一章节所说的，
ASP.NET Core服务依赖注入框架，支持三种类型的服务生命周期：
- Singleton
- Scoped
- Transient
其中：
Transient：暂时的，每次从服务容器进行请求时创建。 这种生存期适合轻量级、 无状态的服务。
Singleton：单一实例，在第一次请求时（或者在运行 Startup.ConfigureServices 并且使用服务注册指定实例时）创建的。每个后续请求都使用相同的实例。
Scoped：范围内的，作用域生存期服务，以每个客户端请求（连接）一次的方式创建。可以这么理解：同一个请求中同一个IServiceProvider提供的对象是同一个。
微软给了个例子不错：先注册服务，三种类型
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>();
}
第一个请求：
控制器操作： 暂时性：d233e165-f417-469b-a866-1cf1935d2518 作用域：5d997e2d-55f5-4a64-8388-51c4e3a1ad19 单一实例：01271bc1-9e31-48e7-8f7c-7261b040ded9 实例：00000000-0000-0000-0000-000000000000 OperationService 操作： 暂时性：c6b049eb-1318-4e31-90f1-eb2dd849ff64 作用域：5d997e2d-55f5-4a64-8388-51c4e3a1ad19 单一实例：01271bc1-9e31-48e7-8f7c-7261b040ded9 实例：00000000-0000-0000-0000-000000000000
第二个请求：
第二个请求： 控制器操作： 暂时性：b63bd538-0a37-4ff1-90ba-081c5138dda0 作用域：31e820c5-4834-4d22-83fc-a60118acb9f4 单一实例：01271bc1-9e31-48e7-8f7c-7261b040ded9 实例：00000000-0000-0000-0000-000000000000 OperationService 操作： 暂时性：c4cbacb8-36a2-436d-81c8-8c1b78808aaf 作用域：31e820c5-4834-4d22-83fc-a60118acb9f4 单一实例：01271bc1-9e31-48e7-8f7c-7261b040ded9 实例：00000000-0000-0000-0000-000000000000
大家可以根据实际的需要选择服务的生命周期，创建不同类型的服务。
三、服务的消费
前面，我们将服务注册到IServiceCollection，ASP.NET Core服务提供容器IServiceProvider就可以根据IServiceCollection 创建具体类型的服务对象了。
我们先看一下IServiceProvider接口，可以发现：只有一个GetService方法。
我们可以通过以下代码使用：
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();
}
同时，我们更多常用的是：
将服务通过ASP.NET Core依赖注入框架注入到控制器中
ASP.NET Core MVC 控制器通过构造函数显式请求依赖关系。即：通过构造函数注入服务的实现。
前面，我们通过ConfigureServices注册了服务IUserRepository，在Controller这一层如何消费使用这个服务呢？答案就是在Controller构造函数中注入。
看一段示例代码：（HomeController的构造函数中，增加了一个参数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 });
}
}
同时，ASP.NET Core MVC 控制器支持通过注解FromServicesAttribute， 将服务直接注入到Action方法中，而无需使用构造函数注入：
public IActionResult Index([FromServices] IUserRepository userRepository)
{
userRepository.AddUser(new User() { });
return View();
}
ASP.NET Core除了支持将服务注入到控制器，同时还支持将服务依赖注入到视图，可以参考以下链接：
https://docs.microsoft.com/zh-cn/aspnet/core/mvc/views/dependency-injection?view=aspnetcore-3.0
以上是对ASP.NET Core依赖注入框架的研究，分享给大家。
周国庆
2020/4/12
