動手造輪子：實現一個簡單的依賴注入(零)

2019 年 10 月 27 日
筆記

動手造輪子：實現一個簡單的依賴注入(零)

Intro

依賴注入為我們寫程式帶來了諸多好處，在微軟的 .net core 出來的同時也發布了微軟開發的依賴注入框架 Microsoft.Extensions.DependencyInjection，大改傳統 asp.net 的開發模式，asp.net core 的開發更加現代化，更加靈活，更加優美。

依賴注入介紹

要介紹依賴注入，首先來聊一下控制反轉（IoC）

Ioc—Inversion of Control，即「控制反轉」，不是什麼技術，而是一種設計思想。Ioc意味著將你設計好的對象交給容器控制，而不是傳統的在你的對象內部直接控制。

誰控制誰，控制什麼：傳統程式設計，我們直接在對象內部通過 new 進行創建對象，是程式主動去創建依賴對象；而IoC是有專門一個容器來創建這些對象，即由 IoC 容器來控制對象的創建；誰控制誰？當然是IoC 容器控制了對象；控制什麼？那就是主要控制了外部資源獲取（不只是對象包括比如文件等）。
為何是反轉，哪些方面反轉了：有反轉就有正轉，傳統應用程式是由我們自己在對象中主動控制去直接獲取依賴對象，也就是正轉；而反轉則是由容器來幫忙創建及注入依賴對象；為何是反轉？因為由容器幫我們查找及注入依賴對象，對象只是被動的接受依賴對象，所以是反轉；哪些方面反轉了？依賴對象的獲取被反轉了。

IoC 對編程帶來的最大改變不是從程式碼上，而是從思想上，發生了「主從換位」的變化。應用程式原本是老大，要獲取什麼資源都是主動出擊，但是在 IoC/DI 思想中，應用程式就變成被動的了，被動的等待 IoC 容器來創建並注入它所需要的資源了。

IoC 很好的體現了面向對象設計法則之一—— 好萊塢法則：「別找我們，我們找你」；即由 IoC 容器幫對象找相應的依賴對象並注入，而不是由對象主動去找。

DI—Dependency Injection，即「依賴注入」：組件之間依賴關係由容器在運行期決定，形象的說，即由容器動態的將某個依賴關係注入到組件之中。依賴注入的目的並非為軟體系統帶來更多功能，而是為了提升組件重用的頻率，並為系統搭建一個靈活、可擴展的平台。通過依賴注入機制，我們只需要通過簡單的配置，而無需任何程式碼就可指定目標需要的資源，完成自身的業務邏輯，而不需要關心具體的資源來自何處，由誰實現。

理解DI的關鍵是：「誰依賴誰，為什麼需要依賴，誰注入誰，注入了什麼」，那我們來深入分析一下：

　　●誰依賴於誰：當然是應用程式依賴於 IoC 容器；

　　●為什麼需要依賴：應用程式需要 IoC 容器來提供對象需要的外部資源；

　　●誰注入誰：很明顯是 IoC 容器注入應用程式里依賴的對象；

　　●注入了什麼：就是注入某個對象所需要的外部資源/依賴。

依賴注入明確描述了「被注入對象依賴 IoC 容器配置依賴對象」，依賴注入是控制反轉設計思想的一種實現。

依賴注入的好處：

對象的創建和銷毀完全交給 ioc 容器去做，不再需要在應用中關心對象的創建的和銷毀，這對於 C# 里的 IDisposable 對象來說尤為重要，自己去 new 的時候，對於一些新手來說可能會忘記使用 using 或手動 dispose
對象的復用，有時候很多對象沒有必要每次用的時候就去創建一次，使用 ioc 可以控制在同一生命周期內的對象只被創建一次
依賴關係更清晰
更好的實現面向介面編程，替換實現只需要注入服務的時候換成另外一種實現就可以了

大概設計

大體使用類似於微軟的依賴注入框架，但是比微軟的依賴注入框架簡單一些，性能也有待優化。

服務生命周期：服務的生命周期沿用微軟的服務生命周期，分為 Singleton/Scoped/Transient，默認值是 Singleton 單例模式
服務註冊方式：支援所有微軟依賴注入的註冊方式，實例注入/類型注入/介面-實現注入/func 注入
注入方式：目前僅支援依賴注入，構造方法注入，未來暫時也沒有支援屬性注入的打算（支援的話也不複雜，但是依賴關係就不清晰了，也不推薦用），構造方法注入支援直接注入 IEnumerable<T> 或 IReadOnlyCollection<T> 或 IReadOnlyList<T> 來支援獲取一個介面多個實現的注入，支援泛型注入

DI 相關類圖：

體驗一下

可以參考單元測試：

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();  }

源碼已經在 Github 上，可以自行下載閱覽或等後面的幾篇文章分享解讀