摘要

依赖注入（DI）是一种软件设计模式，旨在实现控制反转（IoC），以降低类之间的耦合度。在.NET生态中，Microsoft.Extensions.DependencyInjection是官方提供的一个轻量级的依赖注入容器。本文将详细介绍如何在C#中使用这个库，并通过多个场景提供具体的示例。

正文

基础概念

在深入例子之前，我们先回顾一下几个关键概念：

• 服务（Service）：通常是一个接口或抽象类，定义了一系列方法，它们可以执行特定的功能。
• 服务实现者（Service Implementation）：实现了服务的具体类。
• 服务容器（Service Container）：存储服务类型和对应实现的容器。
• 服务注册（Service Registration）：将服务及其实现类添加到服务容器的过程。
• 服务解析（Service Resolution）：从服务容器中获取服务实例的过程。

安装

首先，需要在项目中安装Microsoft.Extensions.DependencyInjection库：

dotnet add package Microsoft.Extensions.DependencyInjection

服务注册

服务注册通常在应用程序启动时进行。以下是注册服务的基本步骤：

C#
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using System;

public interface IMessageSender
{
    void Send(string message);
}

public class EmailSender : IMessageSender
{
    public void Send(string message)
    {
        Console.WriteLine($"Sending Email: {message}");
    }
}

public class SmsSender : IMessageSender
{
    public void Send(string message)
    {
        Console.WriteLine($"Sending SMS: {message}");
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 创建服务容器的实例
        var services = new ServiceCollection();

        // 注册服务
        services.AddTransient<IMessageSender, EmailSender>(); // 临时服务
        services.AddSingleton<SmsSender>(); // 单例服务

        // 构建服务提供者
        var serviceProvider = services.BuildServiceProvider();

        // 使用服务
        var emailSender = serviceProvider.GetService<IMessageSender>();
        emailSender.Send("Hello via Email!");

        var smsSender = serviceProvider.GetService<SmsSender>();
        smsSender.Send("Hello via SMS!");
    }
}

IMessageSender是一个服务接口，EmailSender和SmsSender是它的两个实现。我们通过ServiceCollection的AddTransient和AddSingleton方法注册了这些服务。

服务生命周期

在注册服务时，可以指定服务的生命周期：

• Transient：每次请求时都会创建一个新的实例。
• Scoped：在一个请求范围内共享一个实例。
• Singleton：整个应用程序生命周期内只创建一个实例。

服务解析

注册服务后，可以通过ServiceProvider的GetService方法来解析服务。

场景一：构造函数注入

依赖注入最常见的方式是通过构造函数注入。

C#
public class NotificationService
{
    private readonly IMessageSender _messageSender;

    public NotificationService(IMessageSender messageSender)
    {
        _messageSender = messageSender;
    }

    public void Notify(string message)
    {
        _messageSender.Send(message);
    }
}

C#
static void Main(string[] args)
{
    // 创建服务容器的实例
    var services = new ServiceCollection();

    // 注册服务
    services.AddTransient<IMessageSender, EmailSender>();
    services.AddTransient<NotificationService>();

    // 构建服务提供者
    var serviceProvider = services.BuildServiceProvider();

    // 解析服务
    var notificationService = serviceProvider.GetService<NotificationService>();
    notificationService.Notify("You've got mail!");
}

场景二：使用工厂模式

有时候服务的创建可能需要一些复杂的逻辑，这时可以通过工厂模式来注册服务。

C#
static void Main(string[] args)
{
    // 创建服务容器的实例
    var services = new ServiceCollection();

    // 注册服务

    services.AddTransient<IMessageSender>(provider =>
    {
        // 设置应用程序的基目录，通常是项目的根目录
        var builder = new ConfigurationBuilder()
            .SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory())
            .AddJsonFile("appsettings.json", optional: true, reloadOnChange: t

        // 构建配置
        IConfiguration configuration = builder.Build();

        var useSms = configuration.GetValue<bool>("UseSms");
        return useSms ? new SmsSender() : (IMessageSender)new EmailSender();
    });

    // 构建服务提供者
    var serviceProvider = services.BuildServiceProvider();

    // 使用服务,这里根据UseSms判断使用具体的Sender
    var sender = serviceProvider.GetService<IMessageSender>();
    sender.Send("Hello via Email!");

}