【微软技术栈】C#.NET 中使用依赖注入

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本文内容

  1. 先决条件
  2. 创建新的控制台应用程序
  3. 添加接口
  4. 添加默认实现
  5. 添加需要 DI 的服务
  6. 为 DI 注册服务
  7. 结束语

本文介绍如何在 .NET 中使用依赖注入 (DI)。 借助 Microsoft 扩展，可通过添加服务并在IServiceCollection中配置这些服务来管理 DI。IHost接口会公开IServiceProvider实例，它充当所有已注册的服务的容器。

本文介绍如何执行下列操作：

  • 创建一个使用依赖注入的 .NET 控制台应用
  • 生成和配置通用主机
  • 编写多个接口及相应的实现
  • 为 DI 使用服务生存期和范围设定

1、先决条件

  • .NET Core 3.1 SDK或更高版本。
  • 熟悉如何创建新的 .NET 应用程序以及如何安装 NuGet 包。

2、创建新的控制台应用程序

通过dotnet new命令或 IDE 的“新建项目”向导，新建一个名为 ConsoleDI 的 .NET 控制台应用程序Example。 将 NuGet 包Microsoft.Extensions.Hosting添加到项目。

新的控制台应用项目文件应如下所示：



  
    Exe
    net7.0
    enable
    true
    ConsoleDI.Example

重要

在此示例中，需要 NuGet 包Microsoft.Extensions.Hosting来生成和运行应用。 某些元包可能包含Microsoft.Extensions.Hosting包，在这种情况下，不需要显式包引用。

3、添加接口

在此示例应用中，你将了解依赖项注入如何处理服务生存期。 你将创建多个表示不同服务生存期的接口。 将以下接口添加到项目根目录：

IReportServiceLifetime.cs

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

namespace ConsoleDI.Example;

public interface IReportServiceLifetime
{
    Guid Id { get; }

    ServiceLifetime Lifetime { get; }
}

IReportServiceLifetime接口定义了以下项：

  • 表示服务的唯一标识符的Guid Id属性。
  • 表示服务生存期的ServiceLifetime属性。

IExampleTransientService.cs

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

namespace ConsoleDI.Example;

public interface IExampleTransientService : IReportServiceLifetime
{
    ServiceLifetime IReportServiceLifetime.Lifetime => ServiceLifetime.Transient;
}

IExampleScopedService.cs

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

namespace ConsoleDI.Example;

public interface IExampleScopedService : IReportServiceLifetime
{
    ServiceLifetime IReportServiceLifetime.Lifetime => ServiceLifetime.Scoped;
}

IExampleSingletonService.cs

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

namespace ConsoleDI.Example;

public interface IExampleSingletonService : IReportServiceLifetime
{
    ServiceLifetime IReportServiceLifetime.Lifetime => ServiceLifetime.Singleton;
}

IReportServiceLifetime的所有子接口均使用默认值显式实现IReportServiceLifetime.Lifetime。 例如，IExampleTransientService使用ServiceLifetime.Transient值显式实现IReportServiceLifetime.Lifetime。

4、添加默认实现

该示例实现使用Guid.NewGuid()的结果初始化其Id属性。 将各种服务的下列默认实现类添加到项目根目录：

ExampleTransientService.cs

namespace ConsoleDI.Example;

internal sealed class ExampleTransientService : IExampleTransientService
{
    Guid IReportServiceLifetime.Id { get; } = Guid.NewGuid();
}

ExampleScopedService.cs

namespace ConsoleDI.Example;

internal sealed class ExampleScopedService : IExampleScopedService
{
    Guid IReportServiceLifetime.Id { get; } = Guid.NewGuid();
}

ExampleSingletonService.cs

namespace ConsoleDI.Example;

internal sealed class ExampleSingletonService : IExampleSingletonService
{
    Guid IReportServiceLifetime.Id { get; } = Guid.NewGuid();
}

每个实现都定义为internal sealed并实现其相应的接口。 例如，ExampleSingletonService会实现IExampleSingletonService。

5、添加需要 DI 的服务

添加下列服务生存期报告器类，它作为服务添加到控制台应用：

ServiceLifetimeReporter.cs

namespace ConsoleDI.Example;

internal sealed class ServiceLifetimeReporter
{
    private readonly IExampleTransientService _transientService;
    private readonly IExampleScopedService _scopedService;
    private readonly IExampleSingletonService _singletonService;

    public ServiceLifetimeReporter(
        IExampleTransientService transien服务器托管网tService,
        IExampleScopedService scopedService,
        IExampleSingletonService singletonService) =>
        (_transientService, _scopedService, _singletonService) =
            (transientService, scopedService, singletonService);

    public void ReportServiceLifetimeDetails(string lifetimeDetails)
    {
        Console.WriteLine(lifetimeDetails);

        LogService(_transientService, "Always different");
        LogService(_scopedService, "Changes only with lifetime");
        LogService(_singletonService, "Always the same");
    }

    private static void LogService(T service, string message)
        where T : IReportServiceLifetime =>
        Console.WriteLine(
            $"    {typeof(T).Name}: {service.Id} ({message})");
}

ServiceLifetimeReporter会定义一个构造函数，该函数需要上述每一个服务接口（即IExampleTransientService、IExampleScopedService和IExampleSingletonService）。 对象会公开一个方法，使用者可通过该方法使用给定的lif服务器托管网etimeDetails参数报告服务。 被调用时，ReportServiceLifetimeDetails方法会使用服务生存期消息记录每个服务的唯一标识符。 日志消息有助于直观呈现服务生存期。

6、为 DI 注册服务

使用以下代码更新 Program.cs：

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Hosting;
using ConsoleDI.Example;

HostApplicationBuilder builder = Host.CreateApplicationBuilder(args);

builder.Services.AddTransient();
builder.Services.AddScoped();
builder.Services.AddSingleton();
builder.Services.AddTransient();

using IHost host = builder.Build();

ExemplifyServiceLifetime(host.Services, "Lifetime 1");
ExemplifyServiceLifetime(host.Services, "Lifetime 2");

await host.RunAsync();

static void ExemplifyServiceLifetime(IServiceProvider hostProvider, string lifetime)
{
    using IServiceScope serviceScope = hostProvider.CreateScope();
    IServiceProvider provider = serviceScope.ServiceProvider;
    ServiceLifetimeReporter logger = provider.GetRequiredService();
    logger.ReportServiceLifetimeDetails(
        $"{lifetime}: Call 1 to provider.GetRequiredService()");

    Console.WriteLine("...");

    logger = provider.GetRequiredService();
    logger.ReportServiceLifetimeDetails(
        $"{lifetime}: Call 2 to provider.GetRequiredService()");

    Console.WriteLine();
}

每个services.Add{LIFETIME}扩展方法添加（并可能配置）服务。 我们建议应用遵循此约定。 将扩展方法置于Microsoft.Extensions.DependencyInjection命名空间中以封装服务注册的组。 还包括用于 DI 扩展方法的命名空间部分Microsoft.Extensions.DependencyInjection：

  • 允许在不添加其他using块的情况下在IntelliSense中显示它们。
  • 在通常会调用这些扩展方法的Program或Startup类中，避免出现过多的using语句。

应用会执行以下操作：

  • 使用默认活页夹设置创建一个IHostBuilder实例。
  • 配置服务并对其添加相应的服务生存期。
  • 调用Build()并分配IHost的实例。
  • 调用ExemplifyScoping，传入IHost.Services。

7、结束语

在此示例应用中，你创建了多个接口和相应的实现。 其中每个服务都唯一标识并与ServiceLifetime配对。 示例应用演示了如何针对接口注册服务实现，以及如何在没有支持接口的情况下注册纯类。 然后，示例应用演示了如何在运行时解析定义为构造函数参数的依赖项。

运行该应用时，它会显示如下所示的输出：

// Sample output:
// Lifetime 1: Call 1 to provider.GetRequiredService()
//     IExampleTransientService: d08a27fa-87d2-4a06-98d7-2773af886125 (Always different)
//     IExampleScopedService: 402c83c9-b4ed-4be1-b78c-86be1b1d908d (Changes only with lifetime)
//     IExampleSingletonService: a61f1ff4-0b14-4508-bd41-21d852484a7b (Always the same)
// ...
// Lifetime 1: Call 2 to provider.GetRequiredService()
//     IExampleTransientService: b43d68fb-2c7b-4a9b-8f02-fc507c164326 (Always different)
//     IExampleScopedService: 402c83c9-b4ed-4be1-b78c-86be1b1d908d (Changes only with lifetime)
//     IExampleSingletonService: a61f1ff4-0b14-4508-bd41-21d852484a7b (Always the same)
// 
// Lifetime 2: Call 1 to provider.GetRequiredService()
//     IExampleTransientService: f3856b59-ab3f-4bbd-876f-7bab0013d392 (Always different)
//     IExampleScopedService: bba80089-1157-4041-936d-e96d81dd9d1c (Changes only with lifetime)
//     IExampleSingletonService: a61f1ff4-0b14-4508-bd41-21d852484a7b (Always the same)
// ...
// Lifetime 2: Call 2 to provider.GetRequiredService()
//     IExampleTransientService: a8015c6a-08cd-4799-9ec3-2f2af9cbbfd2 (Always different)
//     IExampleScopedService: bba80089-1157-4041-936d-e96d81dd9d1c (Changes only with lifetime)
//     IExampleSingletonService: a61f1ff4-0b14-4508-bd41-21d852484a7b (Always the same)

在应用输出中，可看到：

  • Transient 服务总是不同的，每次检索服务时，都会创建一个新实例。
  • Scoped 服务只会随着新范围而改变，但在一个范围中是相同的实例。
  • Singleton 服务总是相同的，新实例仅被创建一次。

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