12. 依赖注入/控制反转

阅前必读

由于很多朋友第一次接触 依赖注入/控制反转 的架构理念，所以没搞明白 作用域 和 多线程解析服务 的问题，从而不正确的使用导致内存不断飙高，正确的方式应该是：

尽可能的采用构造函数注入（如果这个类支持）
在非静态中（但在 Web 请求有效的声明周期内）可安全使用 App.GetService<> 解析服务，如果是 单例服务，优先推荐构造函数注入或 App.RootServices.GetService<> 方式
🤐 在非 Web 环境、多线程环境、物联网等环境（含事件总线、定时任务等）🏒 除单例服务以外 🏒 必须采用 Scoped.Create() 方式创建作用域且服务在内部委托中解析！ 🤐

12.1 依赖注入

所谓依赖注入，是指程序运行过程中，如果需要调用另一个对象协助时，无须在代码中创建被调用者，而是依赖于外部的注入。

通俗来讲，就是把有依赖关系的类放到容器中，然后在我们需要这些类时，容器自动解析出这些类的实例。

依赖注入最大的好处时实现类的解耦，利于程序拓展、单元测试、自动化模拟测试等。

依赖注入的英文为：Dependency Injection，简称 DI

12.2 控制反转

控制反转只是一个概念，也就是将创建对象实例的控制权（原本是程序员）从代码控制权剥离到 IOC 容器 中控制。

控制反转的英文为：Inversion of Control，简称 IOC

12.3 `IOC/DI` 优缺点

传统的代码，每个对象负责管理与自己需要依赖的对象，导致如果需要切换依赖对象的实现类时，需要修改多处地方。同时，过度耦合也使得对象难以进行单元测试。

优点
- 依赖注入把对象的创造交给外部去管理,很好的解决了代码紧耦合（tight couple）的问题，是一种让代码实现松耦合（loose couple）的机制
- 松耦合让代码更具灵活性，能更好地应对需求变动，以及方便单元测试
缺点
- 目前主流的 IOC/DI 基本采用反射的方式来实现依赖注入，在一定程度会影响性能

特别说明

在本章节不打算细讲 依赖注入/控制反转 具体实现和应用场景，想了解更多知识，可查阅【ASP.NET Core 依赖注入】官方文档。

12.4 依赖注入的三种方式

12.4.1 构造方法注入

目前构造方法注入是依赖注入推荐使用方式。

优点
- 在构造方法中体现出对其他类的依赖，一眼就能看出这个类需要依赖哪些类才能工作
- 脱离了 IOC 框架，这个类仍然可以工作，POJO 的概念
- 一旦对象初始化成功了，这个对象的状态肯定是正确的
缺点
- 构造函数会有很多参数（Bad smell）
- 有些类是需要默认构造函数的，比如 MVC 框架的 Controller 类，一旦使用构造函数注入，就无法使用默认构造函数
- 这个类里面的有些方法并不需要用到这些依赖（Bad smell）

代码示例：

public class FurionService
{
    private readonly IRepository _repository;
    public FurionService(IRepository repository)
    {
        _repository = repository;
    }
}

12.4.2 属性方式注入

特别声明

在 Furion 新版本中，已经移除属性注入功能，建议使用构造函数或方法方式注入，也可以通过 App.GetService<TService> 方式注入。

通过属性方式注入容易和类的实例属性混淆，不建议使用。

优点
- 在对象的整个生命周期内，可以随时动态的改变依赖
- 非常灵活
缺点
- 对象在创建后，被设置依赖对象之前这段时间状态是不对的
- 不直观，无法清晰地表示哪些属性是必须的

public class FurionService
{
    public IRepository Repository { get; set; }
}

12.4.3 方法参数注入

方法参数注入的意思是在创建对象后，通过自动调用某个方法来注入依赖。

优点：
- 比较灵活
缺点：
- 新加入依赖时会破坏原有的方法签名，如果这个方法已经被其他很多模块用到就很麻烦
- 与构造方法注入一样，会有很多参数

public class FurionService
{
    public Person GetById([FromServices]IRepository repository, int id)
    {
        return repository.Find(id);
    }
}

12.5 注册对象生存期

12.5.1 `暂时/瞬时` 生存期

暂时生存期服务是每次从服务容器进行请求时创建的。这种生存期适合轻量级、无状态的服务。

在处理请求的应用中，在请求结束时会释放暂时服务。

通常我们使用 ITransient 接口依赖表示该生命周期。

12.5.2 `作用域` 生存期

作用域生存期服务针对每个客户端请求（连接）创建一次。在处理请求的应用中，在请求结束时会释放有作用域的服务。

通常我们使用 IScoped 接口依赖表示该生命周期。

12.5.3 `单例` 生存期

在首次请求它们时进行创建，之后每个后续请求都使用相同的实例。

通常我们使用 ISingleton 接口依赖表示该生命周期。

了解更多

想了解更多 服务生存期 知识可查阅 ASP.NET Core - 依赖注入 - 服务生存期章节。

12.6 内置依赖接口

Furion 框架提供三个接口依赖分别对应不同的服务生存期：

ITransient：对应暂时/瞬时作用域服务生存期
IScoped：对应请求作用域服务生存期
ISingleton：对应单例作用域服务生存期

特别注意

以上三个接口只能实例类实现，其他静态类、抽象类、及接口不能实现。

12.7 常见使用

12.7.1 第一个例子

创建 IBusinessService 接口和 BusinessService 实现类，代码如下：

using Furion.Core;
using Furion.DatabaseAccessor;
using Furion.DependencyInjection;

namespace Furion.Application
{
    public interface IBusinessService
    {
        Person Get(int id);
    }

    public class BusinessService : IBusinessService, ITransient
    {
        private readonly IRepository<Person> _personRepository;

        public BusinessService(IRepository<Person> personRepository)
        {
            _personRepository = personRepository;
        }

        public Person Get(int id)
        {
            return _personRepository.Find(id);
        }
    }
}

创建 PersonController 控制器，代码如下：

using Furion.Application;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;

namespace Furion.Web.Entry.Controllers
{
    [Route("api/[controller]")]
    [ApiController]
    public class PersonController : ControllerBase
    {
        private readonly IBusinessService _businessService;
        public PersonController(IBusinessService businessService)
        {
            _businessService = businessService;
        }

        [HttpGet]
        public IActionResult Get(int id)
        {
            var person = _businessService.Get(id);
            return new JsonResult(person);
        }
    }
}

例子解说

Furion 框架提供了非常灵活且方便的实现依赖注入的方式，只需要实例类继承对应生存期的接口即可，这里继承了 ITransient，也就表明了这是一个 暂时/瞬时 作用域实例类。该类就可以作为被注入对象，同时也能注入其他接口对象。

上面的例子中，BusinessService 注入了 IRepository<Person> 仓储接口，同时 PersonController 控制器注入了 IBusinessService 接口。

这样 PersonController 和 BusinessService 之间就实现了解耦，不再依赖于具体的 BusinessService 实例。

这就是依赖注入/控制反转最经典的例子。

12.7.2 注册泛型实例

创建 IBusinessService<T> 接口和 BusinessService<T> 实现类，代码如下：

using Furion.Core;
using Furion.DatabaseAccessor;
using Furion.DependencyInjection;

namespace Furion.Application
{
    public interface IBusinessService<T>
    {
        Person Get(int id);
    }

    public class BusinessService<T> : IBusinessService<T>, ITransient
    {
        private readonly IRepository<Person> _personRepository;

        public BusinessService(IRepository<Person> personRepository)
        {
            _personRepository = personRepository;
        }

        public Person Get(int id)
        {
            return _personRepository.Find(id);
        }
    }
}

创建 PersonController 控制器，代码如下：

using Furion.Application;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;

namespace Furion.Web.Entry.Controllers
{
    [Route("api/[controller]")]
    [ApiController]
    public class PersonController : ControllerBase
    {
        private readonly IBusinessService<int> _businessService;
        public PersonController(IBusinessService<int> businessService)
        {
            _businessService = businessService;
        }

        [HttpGet]
        public IActionResult Get(int id)
        {
            var person = _businessService.Get(id);
            return new JsonResult(person);
        }
    }
}

12.7.3 一个接口多个实现

默认情况下，一个接口只对应一个实现类，但有些特殊情况，需要多个实现类注册同一个接口，如 DbContext 多数据库情况。

这个时候我们可以通过依赖注入 Func<string, IPrivateDependency, object> 委托来解析多个实例，其中委托的参数分别为：

参数 1：string 类型，不同实现类唯一标识，默认为 nameof(实现类) 名称
参数 2：Type 类型，IPrivateDependency 派生接口，也就是 ITransient、IScoped、ISingleton
返回值：object 类型，返回具体的实现类实例

创建 IBusinessService 接口和 BusinessService、OtherBusinessService 两个实现类，代码如下：

using Furion.DependencyInjection;

namespace Furion.Application
{
    public interface IBusinessService
    {
        string GetName();
    }

    public class BusinessService : IBusinessService, ITransient
    {
        public string GetName()
        {
            return "我是：" + nameof(BusinessService);
        }
    }

    public class OtherBusinessService : IBusinessService, ITransient
    {
        public string GetName()
        {
            return "我是：" + nameof(OtherBusinessService);
        }
    }
}

创建 ValueController 控制器，代码如下：

using Furion.Application;
using Furion.DependencyInjection;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using System;

namespace Furion.Web.Entry.Controllers
{
    [Route("api/[controller]")]
    [ApiController]
    public class ValueController : ControllerBase
    {
        private readonly IBusinessService _businessService;
        private readonly IBusinessService _otherBusinessService;

        public ValueController(Func<string, ITransient, object> resolveNamed)
        {
            _businessService = resolveNamed("BusinessService", default) as IBusinessService;
            _otherBusinessService = resolveNamed("OtherBusinessService", default) as IBusinessService;
        }

        [HttpGet]
        public string GetName()
        {
            return _businessService.GetName() + "----------" + _otherBusinessService.GetName();
        }
    }
}

小知识

如果需要自定义解析名称，只需要贴 [Injection(Named = "名称")] 即可，如：

using Furion.DependencyInjection;

namespace Furion.Application
{
    [Injection(Named = "BusName1")]
    public class BusinessService : IBusinessService, ITransient
    {
        // ...
    }

    [Injection(Named = "BusName2")]
    public class OtherBusinessService : IBusinessService, ITransient
    {
        // ...
    }
}

解析服务：

_businessService = resolveNamed("BusName1", default) as IBusinessService;
_otherBusinessService = resolveNamed("BusName2", default) as IBusinessService;

12.7.4 无接口方式

有些时候，我们不想定义接口，而是想把实例类作为可依赖注入的对象，如 MVC 中的控制器。

创建 SelfService 实例类，代码如下：

using Furion.Core;
using Furion.DatabaseAccessor;
using Furion.DependencyInjection;

namespace Furion.Application
{
    public class SelfService : ITransient
    {
        private readonly IRepository<Person> _personRepository;

        public SelfService(IRepository<Person> personRepository)
        {
            _personRepository = personRepository;
        }

        public Person Get(int id)
        {
            return _personRepository.Find(id);
        }
    }
}

创建 ValueController 控制器，代码如下：

using Furion.Application;
using Furion.Core;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;

namespace Furion.Web.Entry.Controllers
{
    [Route("api/[controller]")]
    [ApiController]
    public class ValueController : ControllerBase
    {
        private readonly SelfService _selfService;

        public ValueController(SelfService selfService)
        {
            _selfService = selfService;
        }

        [HttpGet]
        public Person Get(int id)
        {
            return _selfService.Get(id);
        }
    }
}

12.8 `[Injection]` 特性配置

Furion 框架提供 [Injection] 特性可以改变注册方式，同时还能配置 AOP 拦截。

[Injection] 提供以下配置支持：

Action：配置注册行为，InjectionActions 类型，可选值：
- Add：默认值，表示无限制添加注册服务，该方式支持一个接口多个实现
- TryAdd：表示注册已存在则跳过注册
Pattern：配置注册选项，InjectionPatterns 类型，可选值：
- Self：只注册自己
- FirstInterface：只注册第一个接口
- SelfWithFirstInterface：注册自己和第一个接口
- ImplementedInterfaces：注册所有接口
- All：注册自己包括所有接口，默认值
Named：配置实例别名，通过别名可以解析接口，如同一个接口有多个实现，那么可以通过别名解析不同的实现，默认只为实现类的类名
Order：注册排序，数字越大，则越在最后注册，默认 0
Proxy：配置代理拦截类型，也就是 AOP，代理类型必须继承 AspectDispatchProxy 类和 IDispatchProxy 接口，无默认值
ExpectInterfaces：配置忽略注册的接口，Type[] 类型

12.9 自定义高级注册

默认情况下，Furion 提供的注册方式可以满足大多数依赖注入的需求，如有特别注册需求，只需要在 Startup 中配置即可，如：

services.AddScoped(typeof(ISpecService), provider = > {
    // 自定义任何创建实例的方式
    var instance = new SpecService();  // 或者可以通过 AOP插件返回代理实例

    return instance;
});

补充说明

Furion 框架中的 AppDbContext 数据库上下文还有 ISqlDispatchProxy 都是通过这种方式创建的。

知识导航

想了解更多自定义高级中注册，可查阅【ASP.NET Core 依赖注入】官方文档。

12.10 `appsettings.json` 配置注册

除了在代码中实现依赖注入，也可以实现动态依赖注入，无需修改代码或重新编译即可实现热插拔（插件）效果。配置如下：

{
  "DependencyInjectionSettings": {
    "Definitions": [
      {
        "Interface": "Furion.Application;Furion.Application.ITestService",
        "Service": "Furion.Application;Furion.Application.TestService",
        "RegisterType": "Transient",
        "Action": "Add",
        "Pattern": "SelfWithFirstInterface",
        "Named": "TestService",
        "Order": 1,
        "Proxy": "Furion.Application;Furion.Application.LogDispathProxy"
      }
    ]
  }
}

配置说明：

DependencyInjectionSettings：依赖注入配置根节点
- Definitions：动态依赖注入配置节点，ExternalService 数组类型
  - ExternalService：配置单个依赖注入信息
    - Interface：配置依赖接口信息，格式：程序集名称;接口完整名称，如：Furion.Application;Furion.Application.ITestService
    - Service：配置接口实现信息，格式同上
    - RegisterType：配置依赖注入的对象生存期，取值：Transient，Scoped，Singleton
    - Action：注册行为，可选值：Add，TryAdd，参见 #128-injection-特性配置
    - Pattern：注册选项，参见 #128-injection-特性配置
    - Named：注册别名，参见 #128-injection-特性配置
    - Order：注册排序，参见 #128-injection-特性配置
    - Proxy：配置代理拦截，格式：程序集名称;代理类完整名称，参见 #128-injection-特性配置

关于外部程序集

如果动态注入的对象是外部程序集，那么首先先注册外部程序集：

{
  "AppSettings": {
    "ExternalAssemblies": ["外部程序集名称", "Taobao.Pay"] // 支持多个
  }
}

12.11 注册顺序和优先级

Furion 框架中，默认注册顺序是按照程序集扫描顺序进行注册，如果需要改变注册顺序，可通过 [Injection(Order)] 特性指定，Order 值越大，则越在最后注册。

另外 appsettings.json 配置的优先级最大，appsettings.json 配置的注册会覆盖之前所有注册。

12.12 `Aop` 注册拦截

关于动态 API 和服务的区别

如果您的服务是动态 API，那么请使用动态 API - AOP 拦截，原因是动态 API 本质是控制器，所以采用 Filter 方式。

AOP 是非常重要的思想和技术，也就是 面向切面 编程，可以让我们在不改动原来代码的情况下进行动态篡改业务代码。

在 Furion 框架中，实现 Aop 非常简单，如：

假设我们有 ITestService 和 TestService 两个类型：

public interface ITestService
{
    string SayHello(string word);
}

public class TestService: ITestService, ITransient
{
    public string SayHello(string word)
    {
        return $"Hello {word}";
    }
}

现在我们有一个需求，我们希望调用 SayHello 的时候可以记录日志和权限控制（之前没有考虑到的需求）。

这个时候我们只需要创建一个代理类即可，如 LogDispatchProxy

using Furion.DependencyInjection;
using System;
using System.Reflection;

namespace Furion.Application
{
    public class LogDispatchProxy : AspectDispatchProxy, IDispatchProxy
    {
        /// <summary>
        /// 当前服务实例
        /// </summary>
        public object Target { get; set; }

        /// <summary>
        /// 服务提供器，可以用来解析服务，如：Services.GetService()
        /// </summary>
        public IServiceProvider Services { get; set; }

        /// <summary>
        /// 拦截方法
        /// </summary>
        /// <param name="method"></param>
        /// <param name="args"></param>
        /// <returns></returns>
        public override object Invoke(MethodInfo method, object[] args)
        {
            Console.WriteLine("SayHello 方法被调用了");

            var result = method.Invoke(Target, args);

            Console.WriteLine("SayHello 方法返回值：" + result);

            return result;
        }

        // 异步无返回值
        public override async Task InvokeAsync(MethodInfo method, object[] args)
        {
            Console.WriteLine("SayHello 方法被调用了");

            var task = method.Invoke(Target, args) as Task;
            await task;

             Console.WriteLine("SayHello 方法调用完成");
        }

        // 异步带返回值
        public override async Task<T> InvokeAsyncT<T>(MethodInfo method, object[] args)
        {
            Console.WriteLine("SayHello 方法被调用了");

            var taskT = method.Invoke(Target, args) as Task<T>;
            var result = await taskT;

            Console.WriteLine("SayHello 方法返回值：" + result);

            return result;
        }
    }
}

获取特性

如果需要获取方法的特性，只需要通过 method.GetActualCustomAttribute<TArrbute>() 即可。所有获取真实的特性统一采用 method.GetActual....() 方法开头。

之后我们只需要为 TestService 增加 [Injection] 特性即可，如：

[Injection(Proxy = typeof(LogDispatchProxy))]
public class TestService: ITestService, ITransient
{
    public string SayHello(string word)
    {
        return $"Hello {word}";
    }
}

之后 SayHello 方法被调用的时候就可以实现动态拦截了，比如这里写日志。

12.12.1 `全局Aop拦截`

Furion 框架也提供了全局拦截的方式，只需要将 IDispatchProxy 修改为 IGlobalDispatchProxy 即可。

using Furion;
using System.Reflection;

namespace Furion.Application
{
    public class LogDispatchProxy : AspectDispatchProxy, IGlobalDispatchProxy
    {
        // ....
    }
}

这样就会拦截所有的 Service，当然也可以通过给特定类贴 [SuppressProxy] 跳过全局拦截操作。

拦截优先级

[SuppressProxy] > [Injection(Proxy = typeof(LogDispatchProxy))] > 全局拦截。

12.12.2 `AOP` 注入解析服务

Furion 框架未提供 Proxy 构造函数注入功能，但是提供了 Services 属性，如果需要解析服务，则可以通过以下方式：

var someServices = Services.GetService<ISomeService>(); // 推荐方式
// 或
var someServices = App.GetService<ISomeService>();

12.12.3 `AOP` 的作用

这种面向切面的能力（动态拦截/代理）可以实现很多很多功能，如：

动态日志记录
动态修改参数
动态修改返回值
动态方法重定向
动态修改代码逻辑
动态实现异常监听

还可以做更多更多的事情。

12.13 反馈与建议

与我们交流

给 Furion 提 Issue。

阅前必读

12.1 依赖注入​

12.2 控制反转​

12.3 IOC/DI 优缺点​

特别说明

12.4 依赖注入的三种方式​

12.4.1 构造方法注入​

12.4.2 属性方式注入​

特别声明

12.4.3 方法参数注入​

12.5 注册对象生存期​

12.5.1 暂时/瞬时 生存期​

12.5.2 作用域 生存期​

12.5.3 单例 生存期​

了解更多

12.6 内置依赖接口​

特别注意

12.7 常见使用​

12.7.1 第一个例子​

12.7.2 注册泛型实例​

12.7.3 一个接口多个实现​

小知识

12.7.4 无接口方式​

12.8 [Injection] 特性配置​

12.9 自定义高级注册​

补充说明

知识导航

12.10 appsettings.json 配置注册​

关于外部程序集

12.11 注册顺序和优先级​

12.12 Aop 注册拦截​

关于动态 API 和服务的区别

获取特性

12.12.1 全局Aop拦截​

拦截优先级

12.12.2 AOP 注入解析服务​

12.12.3 AOP 的作用​

12.13 反馈与建议​

与我们交流

12.1 依赖注入

12.2 控制反转

12.3 `IOC/DI` 优缺点

12.4 依赖注入的三种方式

12.4.1 构造方法注入

12.4.2 属性方式注入

12.4.3 方法参数注入

12.5 注册对象生存期

12.5.1 `暂时/瞬时` 生存期

12.5.2 `作用域` 生存期

12.5.3 `单例` 生存期

12.6 内置依赖接口

12.7 常见使用

12.7.1 第一个例子

12.7.2 注册泛型实例

12.7.3 一个接口多个实现

12.7.4 无接口方式

12.8 `[Injection]` 特性配置

12.9 自定义高级注册

12.10 `appsettings.json` 配置注册

12.11 注册顺序和优先级

12.12 `Aop` 注册拦截

12.12.1 `全局Aop拦截`

12.12.2 `AOP` 注入解析服务

12.12.3 `AOP` 的作用

12.13 反馈与建议