ASP.NET CORE 内置的IOC解读及使用

在我接触IOC和DI 概念的时候是在2016年有幸倒腾Java的时候第一次接触,当时对这两个概念很是模糊;后来由于各种原因又回到.net 大本营,又再次接触了IOC和DI,也算终于搞清楚了IOC和DI 这两个概念关系。使用过ASP.NET Core的人对这两个概念一定不陌生,想必很多人还是很难去理解这两个东西,所以,趁着今天有空,就去把两个概念捋清楚,并将学习过程的知识点记录下来。

一、概念

1.1 什么是IOC?

Ioc—Inversion of Control,即 控制反转,其是一种 设计思想,而不是一种技术。再没有使用IOC之前,我们一般是通过new来实例化,从而创建一个对象。但是我们使用IOC之后,创建这个对象的控制权将由内部转换到外部,那么这个过程便可以理解为控制反转。也即 把对象转换成抽象对象的依赖.。

同时控制反转也是一个目标,控制反转的优点有如下两点:

  • 可以很好的做到 解耦
  • 屏蔽对象的实现细节,只关心动作不关心动作中的细节。

1.2 什么是DI(依赖注入)?

全称为 DependencyInjection,意思自身对象中的内置对象是通过注入的方式进行创建。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。

1.3 IOC和DI的联系?

IOC是一种设计思想,而DI是这种设计思想的一个实现。理解IOC和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”。 ●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容器注入应用程序某个对象,应用程序依赖的对象; ●注入了什么:就是注入某个对象所需要的外部资源(包括对象、资源、常量数据)

1.4 常见的IOC框架。

微软.net core 内置的DI、Autofac、Unity


以上已经把IOC和DI 这两个联系简要捋清楚了,下面我们一起学习.net core 内置的DI使用。

二、内置IOC

2.1 内置的IOC 有三种生命周期

  • Transient:瞬时生命周期, Transient服务在每次被请求时都会被创建一个新的对象。这种生命周期比较适用于轻量级的无状态服务。
  • Scoped: Scoped生命周期的服务是每次web请求被创建,局部单例对象, 在某个局部内是同一个对象(作用域单例,本质是容器单例);一次请求内是一个单例对象,多次请求则多个不同的单例对象.
  • Singleton: Singleton生命能够周期服务在第一被请求时创建,在后续的每个请求都会使用同一个实例。如果你的应用需要单例服务,推荐的做法是交给服务容器来负责单例的创建和生命周期管理,而不是自己来走这些事情。

我们先来看一张图:

ASP.NET CORE 内置的IOC解读及使用

ASP.NET Core本身已经集成了一个轻量级的 IOC容器,开发者只需要定义好接口后(抽象),并且对抽象的接口进行实现,再Startup.cs的ConfigureServices方法里使用对应生命周期的注入,再调用的地方进行使用,比如构造函数注入等等。

在start.up类中ConfigureServices方法对实例进行注册如下代码:

<code> // This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.     
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
\t\t\t\tConsole.WriteLine("ConfigureServices");
\t\t\t\tservices.AddControllersWithViews();
\t\t\t\t//注入生命周期为单例的服务
\t\t\t\t
\t\t\t\tservices.AddSingleton<isingletonservice>();
\t\t\t\t//注入生命周期为Scoped 的服务
\t\t\t\tservices.AddScoped<iscopedservice>();
\t\t\t\t//注入生命周期为瞬时的服务
\t\t\t\tservices.AddTransient<itransientservice>();
}/<itransientservice>/<iscopedservice>/<isingletonservice>/<code>

上面代码我分别注册了单例瞬时作用域的生命周期的服务。

下面简单写了一个例子让大家看看这三个生命周期的实例的代码

三个生命周期的抽象服务实现代码如下:

<code>public class ScopedService : IScopedService
{
\t\t\tpublic string GetInfo()
\t\t\t{
\t\treturn $"this is scoped service ";
}
}

public class SingletonService : ISingletonService
{
\t\t\tpublic string GetInfo()
\t\t\t{
r\t\teturn $"this is singleton service"; }}public class TransientService : ITransientService{ public string GetInfo() { return $"this is transient service"; }}/<code>

控制器代码如下:

<code>public IActionResult Index()       
{
\t\tusing (IServiceScope scope = HttpContext.RequestServices.CreateScope())
{
\t\tvar transientService = scope.ServiceProvider.GetService<itransientservice>();
\t\tvar transientService2 = scope.ServiceProvider.GetService<itransientservice>();

\t\tvar result = $"{transientService.GetInfo()} hashCode : {transientService.GetHashCode()}
";
\t\tresult += $"{transientService2.GetInfo()} hashCode : {transientService2.GetHashCode()}
";
\t\tViewBag.Transient = result;
\t
\t\tvar scopeService= scope.ServiceProvider.GetService<iscopedservice>();
\t\tvar scopeService2 = scope.ServiceProvider.GetService<iscopedservice>();
\t\tresult = $"{scopeService.GetInfo()} hashCode :{ scopeService.GetHashCode()}
";
\t\tresult += $"{scopeService2.GetInfo()} hashCode :{ scopeService2.GetHashCode()}
";
\t\tViewBag.Scope = result;

\t\tvar singletonService = scope.ServiceProvider.GetService<isingletonservice>();
\t\tvar singletonService2 = scope.ServiceProvider.GetService<isingletonservice>();
\t\tresult = $"{singletonService.GetInfo()} hashCode:{ singletonService.GetHashCode()}
";
\t\tresult += $"{singletonService2.GetInfo()} hashCode:{ singletonService2.GetHashCode()}
";
\t\tViewBag.Singletion = result;
\t\t\t}
\t\treturn View();
}/<isingletonservice>/<isingletonservice>/<iscopedservice>/<iscopedservice>/<itransientservice>/<itransientservice>/<code>

index.cshtml 视图代码如下:

<code>@{   
\t\t\tViewData["Title"] = "Home Page";
}
Transient生命周期
\t
@Html.Raw(ViewBag.Transient)

\tScoped生命周期
\t
@Html.Raw(ViewBag.Scope)

\tSingletion生命周期
\t
@Html.Raw(ViewBag.Singletion)
/<code>

分别运行两次的结果如下图:

ASP.NET CORE 内置的IOC解读及使用

从上图的运行的每个对象的hashCode 的结果看出 Transient生命周期是每次获得对象都是一次新的对象; Scoped生命周期是在作用域是同一个对象,非作用域内则是新的对象; Singletion生命周期是最好理解的,是这个服务启动后都是一个对象,也即是 全局单例对象。

2.2 注入的几种方式

直接注入IServiceProvider的方式

services.AddSingleton();

然后在构造函数中通过如下方式获取具体实现

<code>public HomeController(IServiceProvider serviceProvider)
{
\t\tvar singletonService = serviceProvider.GetService<singletonservice>();
}/<singletonservice>/<code>

通过GetServices方式

services.AddSingleton();

然后在构造函数中通过如下方式获取具体实现

<code>public HomeController(IServiceProvider serviceProvider)
{
\t\tvar singletonService = serviceProvider.GetService<isingletonservice>();
}/<isingletonservice>/<code>

构造函数直接注入方式(推荐)

<code>public HomeController(ISingletonService singletonService)
{
\t\tvar _singletonService =singletonService;

}/<code>

集合方式注入

这种方式其实就是省去了注入 IServiceProvider的过程,直接将 GetServices获取的结果进行注入。首先注入 interface及具体实现

<code>services.AddSingleton<isingletonservice>();
services.AddSingleton<isingletonservice>();/<isingletonservice>/<isingletonservice>/<code>

获取的方式如下

<code>public HomeController(IEnumerable<isingletonservice> services)
{
\t\tvar singletoService1 = services.First();
\t\tvar singletoService2 = services.Skip(1).First();
}/<isingletonservice>/<code>

工厂方式注入

然后我们继续注入Func这个工厂,这里我们按 int来返回不同的实现,当然你也可以采用其他方式比如 string

<code>services.AddSingleton(provider =>{ 
\t\tFunc func = n =>
{
\t\tswitch (n)
{
case 1:
\t\t\t\t\treturn provider.GetService<singletonservice1>();
case 2:
return provider.GetService<singletonservice2>();
default:
throw new NotSupportedException();
\t\t }
\t\t };
\treturn func;
});/<singletonservice2>/<singletonservice1>
/<code>

然后在构造函数中通过如下方式获取具体实现

<code>public HomeController(Func funcFactory)
{
\t\t\tvar singletonService1 = funcFactory(1);
\t\t\tvar singletonService2 = funcFactory(2);
}
/<code>

除了以上的几个注入方式外,还可以通过反射的方式批量注入程序集的方式,这里就不一一写出具体的例子,自己去尝试。

三、IOC怎么解耦?

学习到这里,大家对IOC和DI 的使用已经有了一定的掌握,上面我提到过 IOC的目标是 解耦、 屏蔽对象的实现细节这两大优点;再来回顾上面的代码实现 可以发现,推荐的注入方式是通过 抽象接口的方式进行注入而不是直接注入对象方式。

现在我列举一个企业发展过程中很常见的一个例子,比如:我在一家企业担任开发工作,开发了一个电商平台系统,系统中需要用到日志系统,由于当时的各种外在环境,我们使用的日志是 nlog这个日志组件;但是经过平台的不断发展后,nlog 日志组件已经不能满足我们平台的需求,需要寻求更智能的日志系统,比如 Exceptionless,这时候我们就不得不权衡下现有代码的可维护性。刚好这个电商平台系统代码使用了IOC 使得代码可维护性比较强,日志系统耦合性比较低,只需要简单的几行代码即可实现日志系统的大换血。现在来看下电商系统目前使用的日志系统相关的代码。

日志组件服务注册如下代码:

<code>services.AddSingleton<ilogservice>();/<ilogservice>/<code>

各业务中使用nlog代码大概如下:

<code>public HomeController(ILogService LogService) 
{
\t\t_logService =LogService;
\t\t_logService.Info("=========开始访问========");
}/<code>

从上面的代码中使用日志的相关业务代码都是通过IOC来进行控制反转调用日志服务,隐藏了日志服务业务的实现细节;使用业务方无需关注日志的实现细节,从而达到 了高度解耦的效果- 屏蔽对象实现细节。

现在我们进行日志系统大换血代码只需要实现一个新的日志服务,我这里创建 ExceptionlessLogService类继承 ILogService即可,同时安排对应的人去实现 ExceptionlessLogService这个类就可以达到日志系统升级的效果。

更换后的代码如下:

<code>services.AddSingleton<ilogservice>();
改成services.AddSingleton<ilogservice>();/<ilogservice>/<ilogservice>/<code>

这样就达到了一行代码升级了整个系统的日志系统,业务调用方无需任何的改动。


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