动手造轮子：实现一个简单的依赖注入(零)

2019-10-27 本文已影响0人天天向上卡索

动手造轮子：实现一个简单的依赖注入(零)

Intro

依赖注入为我们写程序带来了诸多好处，在微软的 .net core 出来的同时也发布了微软开发的依赖注入框架 Microsoft.Extensions.DependencyInjection，大改传统 asp.net 的开发模式，asp.net core 的开发更加现代化，更加灵活，更加优美。

依赖注入介绍

要介绍依赖注入，首先来聊一下控制反转（IoC）

Ioc—Inversion of Control，即“控制反转”，不是什么技术，而是一种设计思想。Ioc意味着将你设计好的对象交给容器控制，而不是传统的在你的对象内部直接控制。

谁控制谁，控制什么：传统程序设计，我们直接在对象内部通过 new 进行创建对象，是程序主动去创建依赖对象；而IoC是有专门一个容器来创建这些对象，即由 IoC 容器来控制对象的创建；谁控制谁？当然是IoC 容器控制了对象；控制什么？那就是主要控制了外部资源获取（不只是对象包括比如文件等）。
为何是反转，哪些方面反转了：有反转就有正转，传统应用程序是由我们自己在对象中主动控制去直接获取依赖对象，也就是正转；而反转则是由容器来帮忙创建及注入依赖对象；为何是反转？因为由容器帮我们查找及注入依赖对象，对象只是被动的接受依赖对象，所以是反转；哪些方面反转了？依赖对象的获取被反转了。

IoC 对编程带来的最大改变不是从代码上，而是从思想上，发生了“主从换位”的变化。应用程序原本是老大，要获取什么资源都是主动出击，但是在 IoC/DI 思想中，应用程序就变成被动的了，被动的等待 IoC 容器来创建并注入它所需要的资源了。

IoC 很好的体现了面向对象设计法则之一—— 好莱坞法则：“别找我们，我们找你”；即由 IoC 容器帮对象找相应的依赖对象并注入，而不是由对象主动去找。

DI—Dependency Injection，即“依赖注入”：组件之间依赖关系由容器在运行期决定，形象的说，即由容器动态的将某个依赖关系注入到组件之中。依赖注入的目的并非为软件系统带来更多功能，而是为了提升组件重用的频率，并为系统搭建一个灵活、可扩展的平台。通过依赖注入机制，我们只需要通过简单的配置，而无需任何代码就可指定目标需要的资源，完成自身的业务逻辑，而不需要关心具体的资源来自何处，由谁实现。

理解DI的关键是：“谁依赖谁，为什么需要依赖，谁注入谁，注入了什么”，那我们来深入分析一下：

●谁依赖于谁：当然是应用程序依赖于 IoC 容器；

●为什么需要依赖：应用程序需要 IoC 容器来提供对象需要的外部资源；

●谁注入谁：很明显是 IoC 容器注入应用程序里依赖的对象；

●注入了什么：就是注入某个对象所需要的外部资源/依赖。

依赖注入明确描述了 “被注入对象依赖 IoC 容器配置依赖对象”，依赖注入是控制反转设计思想的一种实现。

依赖注入的好处：

对象的创建和销毁完全交给 ioc 容器去做，不再需要在应用中关心对象的创建的和销毁，这对于 C# 里的 IDisposable 对象来说尤为重要，自己去 new 的时候，对于一些新手来说可能会忘记使用 using 或手动 dispose
对象的复用，有时候很多对象没有必要每次用的时候就去创建一次，使用 ioc 可以控制在同一生命周期内的对象只被创建一次
依赖关系更清晰
更好的实现面向接口编程，替换实现只需要注入服务的时候换成另外一种实现就可以了

大概设计

大体使用类似于微软的依赖注入框架，但是比微软的依赖注入框架简单一些，性能也有待优化。

服务生命周期：服务的生命周期沿用微软的服务生命周期，分为 Singleton/Scoped/Transient，默认值是 Singleton 单例模式
服务注册方式：支持所有微软依赖注入的注册方式，实例注入/类型注入/接口-实现注入/func 注入
注入方式：目前仅支持依赖注入，构造方法注入，未来暂时也没有支持属性注入的打算（支持的话也不复杂，但是依赖关系就不清晰了，也不推荐用），构造方法注入支持直接注入 IEnumerable<T> 或 IReadOnlyCollection<T> 或 IReadOnlyList<T> 来支持获取一个接口多个实现的注入，支持泛型注入

DI 相关类图：

image

体验一下

可以参考单元测试：

using(IServiceConatiner container = new ServiceContainer())
{
    container.AddSingleton<IConfiguration>(new ConfigurationBuilder()
         .AddJsonFile("appsettings.json")
         .Build()
    );
    container.AddScoped<IFly, MonkeyKing>();
    container.AddScoped<IFly, Superman>();

    container.AddScoped<HasDependencyTest>();
    container.AddScoped<HasDependencyTest1>();
    container.AddScoped<HasDependencyTest2>();
    container.AddScoped<HasDependencyTest3>();
    container.AddScoped(typeof(HasDependencyTest4<>));

    container.AddTransient<WuKong>();
    container.AddScoped<WuJing>(serviceProvider => new WuJing());
    container.AddSingleton(typeof(GenericServiceTest<>));

    var rootConfig = container.ResolveService<IConfiguration>();

    Assert.Throws<InvalidOperationException>(() => container.ResolveService<IFly>());
    Assert.Throws<InvalidOperationException>(() => container.ResolveRequiredService<IDependencyResolver>());

    using (var scope = container.CreateScope())
    {
        var config = scope.ResolveService<IConfiguration>();

        Assert.Equal(rootConfig, config);

        var fly1 = scope.ResolveRequiredService<IFly>();
        var fly2 = scope.ResolveRequiredService<IFly>();
        Assert.Equal(fly1, fly2);

        var wukong1 = scope.ResolveRequiredService<WuKong>();
        var wukong2 = scope.ResolveRequiredService<WuKong>();

        Assert.NotEqual(wukong1, wukong2);

        var wuJing1 = scope.ResolveRequiredService<WuJing>();
        var wuJing2 = scope.ResolveRequiredService<WuJing>();

        Assert.Equal(wuJing1, wuJing2);

        var s0 = scope.ResolveRequiredService<HasDependencyTest>();
        s0.Test();
        Assert.Equal(s0._fly, fly1);

        var s1 = scope.ResolveRequiredService<HasDependencyTest1>();
        s1.Test();

        var s2 = scope.ResolveRequiredService<HasDependencyTest2>();
        s2.Test();

        var s3 = scope.ResolveRequiredService<HasDependencyTest3>();
        s3.Test();

        var s4 = scope.ResolveRequiredService<HasDependencyTest4<string>>();
        s4.Test();

        using (var innerScope = scope.CreateScope())
        {
            var config2 = innerScope.ResolveRequiredService<IConfiguration>();
            Assert.True(rootConfig == config2);

            var fly3 = innerScope.ResolveRequiredService<IFly>();
            fly3.Fly();

            Assert.NotEqual(fly1, fly3);
        }

        var flySvcs = scope.ResolveServices<IFly>();
        foreach (var f in flySvcs)
            f.Fly();
    }

    var genericService1 = container.ResolveRequiredService<GenericServiceTest<int>>();
    genericService1.Test();

    var genericService2 = container.ResolveRequiredService<GenericServiceTest<string>>();
    genericService2.Test();
}

源码已经在 Github 上，可以自行下载阅览或等后面的几篇文章分享解读

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