＜C#＞详细介绍.NET 依赖注入

news2025/4/18 14:42:58

在 .NET 开发中，依赖注入（Dependency Injection，简称 DI）是一种设计模式，它可以增强代码的可测试性、可维护性和可扩展性。以下是对 .NET 依赖注入的详细介绍：

1. 什么是依赖注入

在软件开发里，当一个类需要使用另一个类的功能时，就会产生依赖关系。传统做法是在类的内部创建依赖对象，这样会使代码耦合度变高，不利于测试和维护。而依赖注入则是将依赖对象的创建和管理工作交给外部容器，让类只专注于自身的业务逻辑。

例如，有一个 OrderService 类需要使用 EmailService 类来发送邮件，传统方式是在 OrderService 内部创建 EmailService 实例：

public class EmailService
{
    public void SendEmail(string message)
    {
        // 发送邮件的逻辑
        Console.WriteLine($"Sending email: {message}");
    }
}

public class OrderService
{
    private readonly EmailService _emailService;

    public OrderService()
    {
        _emailService = new EmailService();
    }

    public void ProcessOrder()
    {
        // 处理订单的逻辑
        _emailService.SendEmail("Order processed successfully.");
    }
}

使用依赖注入，OrderService 不再自己创建 EmailService 实例，而是通过构造函数接收：

public class OrderService
{
    private readonly IEmailService _emailService;

    public OrderService(IEmailService emailService)
    {
        _emailService = emailService;
    }

    public void ProcessOrder()
    {
        // 处理订单的逻辑
        _emailService.SendEmail("Order processed successfully.");
    }
}

2. .NET 中的依赖注入容器

.NET 提供了内置的依赖注入容器，它能够管理对象的生命周期和依赖关系。在 Startup.cs（.NET 5 及之前版本）或者 Program.cs（.NET 6 及之后版本）中配置依赖注入。

2.1 注册服务

在 .NET 中，服务可以通过不同的生命周期进行注册，主要有以下三种：

单例（Singleton）：在整个应用程序生命周期中，只创建一个服务实例。
作用域（Scoped）：在每个请求的生命周期内，只创建一个服务实例。
瞬态（Transient）：每次请求服务时，都会创建一个新的服务实例。

以下是在 .NET 6 的 Program.cs 中注册服务的示例：

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Hosting;

var host = Host.CreateDefaultBuilder(args)
    .ConfigureServices((hostContext, services) =>
    {
        // 注册单例服务
        services.AddSingleton<IEmailService, EmailService>();
        // 注册作用域服务
        services.AddScoped<IOrderService, OrderService>();
        // 注册瞬态服务
        services.AddTransient<ITransientService, TransientService>();
    })
    .Build();

// 使用服务
var orderService = host.Services.GetRequiredService<IOrderService>();
orderService.ProcessOrder();

host.Run();

2.2 解析服务

通过 IServiceProvider 接口可以从依赖注入容器中解析服务。在上面的示例中，使用 host.Services.GetRequiredService<IOrderService>() 方法获取 IOrderService 的实例。

3. 使用依赖注入

一旦服务被注册到 IServiceCollection，你可以通过构造函数注入、属性注入或方法注入来使用这些服务。

构造函数注入

public class HomeController : Controller
{
    private readonly IUserService _userService;
 
    public HomeController(IUserService userService)
    {
        _userService = userService;
    }
 
    public IActionResult Index()
    {
        var users = _userService.GetAllUsers();
        return View(users);
    }
}

属性注入

public class HomeController : Controller
{
    public IUserService UserService { get; set; }
 
    public IActionResult Index()
    {
        var users = UserService.GetAllUsers();
        return View(users);
    }
}

方法注入 (不常用)

public class HomeController : Controller
{
    public IActionResult Index([FromServices] IUserService userService)
    {
        var users = userService.GetAllUsers();
        return View(users);
    }
}

在某些情况下，你可能需要在非控制器或非组件类中访问服务。你可以通过 `IServiceProvider` 来实现这一点：

// 在 Startup 或 Program.cs 中构建的应用程序实例中获取服务提供者
var serviceProvider = app.Services; 

var userService = serviceProvider.GetRequiredService<IUserService>();