控制反轉、依賴注入（IOC、DI）

• IOC:  Inversion Of Control 控制反轉
• DI:   Dependency  Injection 依賴注入

 1.控制反轉 Inversion Of Control 的前世今生

1.1  IOC理論產生的背景

討論控制反轉之前，先看看軟體系統提出控制反轉的前世今生，
一個完整精密的軟體系統，組件之間就像齒輪，協同作業，相互耦合，

• 一個零件不正常，整個系統就崩潰了，
• 系統物件之間耦合關系無法避免，在專案規模和復雜度變大的情況下，管理類之間的依賴關系將會很復雜，
• 物件之間耦合度很高的系統，架構師和開發人員對于系統的修改，必然會出現牽一發而動全身的情形，
• 物件之間耦合性依賴，單元測驗很復雜，

1.2 IOC理論

軟體專家為此提出IOC理論，用來實作物件之間的解耦，
再來看看，控制反轉(IOC)到底為什么要起這么個名字？我們來對比一下：

• 軟體系統在沒有引入IOC容器之前，物件A依賴于物件B，那么物件A在初始化或者運行到某一點的時候，自己必須主動去創建物件B或者使用已經創建的物件B，無論是創建還是使用物件B，控制權都在自己手上，
• 軟體系統在引入IOC容器之后，這種情形就完全改變了，由于IOC容器的加入，物件A與物件B之間失去了直接聯系，所以，當物件A運行到需要物件B的時候，IOC容器會主動創建一個物件B注入到物件A需要的地方，

 通過前后對比，我們不難看出：
物件A獲得依賴物件B的程序，由主動變為了被動行為，控制權顛倒過來，這就是“控制反轉”的由來，

1.3 控制反轉 和 依賴注入

有些人會把控制反轉和依賴注入等同，實際上有本質區別：
控制反轉是一種思想；依賴注入是一種設計模式，
依賴注入是實作控制反轉的一種方式，但是控制反轉還有其他實作方式，例如說ServiceLocator（服務定位器、依賴查找），所以不能將控制反轉和依賴注入等同，

 2 依賴注入 Dependency  Injection

依賴注入：容器全權負責組件的裝配，它會把符合依賴關系的物件通過屬性或者建構式傳遞給需要的物件，

符合依賴倒置原則，高層模塊不應該依賴低層模塊，兩者都應該依賴其抽象

2.1 ASP.NET Core依賴注入

使用方式大體類似：

• 定義依賴實作的介面或者抽象類
• 在服務容器中注冊組件依賴 ：IServiceProvider
• 在建構式中注入服務， 框架會負責創建和銷毀實體

 1 // 撰寫組件和服務
 2 public interface IMyDependency
 3 {
 4     string WriteMessage(string message);
 5 }
 6 ---
 7 public class MyDependency : IMyDependency
 8 {
 9     public string WriteMessage(string message)
10     {
11        return $"MyDependency.WriteMessage Message: {message}";
12     }
13 }
14 // 注冊組件和依賴，下面注冊的`IMyDependency`在一個web請求中有效
15 public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
16 {
17     services.AddScoped<IMyDependency, MyDependency>();
18     services.AddRazorPages();
19 }
20 ---
21 // 在建構式注入組件
22 public class HomeController: AbpController
23 {
24     private readonly IMyDependency _dep;
25     public HomeController(IMyDependency dep)
26     {
27        _dep = dep;
28     }
29 
30   public IActionResult Index()
31   {
32     var content =  _dep.WriteMessage($"The Reflection instance is {_dep.GetType().FullName} ");
33     return Content(content);
34   }
35 }

在請求某個服務時，框架會完整決議出這個物件的依賴樹和作用范圍，

上面的示例代碼形成 req--->HomeController--->IMyDependency依賴樹，

 IMyDependency在每個web請求范圍內使用同一服務實體，

輸出：MyDependency.WriteMessage Message: The Reflection instance is TestDI.MyDependency

2.2 物件生命周期

根據現實需要，前人從使用場景中總結出三種服務生命周期，
ASP.NET Core提供了一個列舉ServiceLifetime：

對于Scoped Service的理解：

在webapp：scoped service 會在請求結束時被銷毀；
在EFCore：使用AddDbContext默認注冊的是特定范圍的DbContext，這意味在我們可以在一次sql連接內，使用同一個DbContext實體進行多次DB操作，

2.3 依賴注入實作原理

結合理論、使用方式 猜測依賴注入的原理：
實作DI，核心在于依賴注入容器IContainer，該容器具有以下功能
①.（容器）保存可用服務的集合
//  要用的特定物件、特定類、介面服務

②.（注冊）提供一種方式將各種部件與他們依賴的服務系結到一起；
//  Add...函式或containerBuilder.Register函式

③.（決議點）為應用程式提供一種方式來請求已配置的物件：建構式注入、屬性注入.

運行時，框架會一層層通過反射構造實體，最終得到完整物件，

3.原始碼導航

利用反射產生物件是依賴注入的核心程序，這也是面試造航母時經常問到的，

.NETSystem.Reflection、System.Type命名空間中的類可以獲取可裝配組件、類、介面的資訊，并提供了在運行時創建實體,呼叫動態實體方法、獲取動態實體的能力，

實際上，我們可以在依賴樹的尾部物件的建構式手動拋出例外，例外的呼叫堆疊就是一個天然的原始碼導航，

于是我在上面示例代碼的request----> HomeController--->MyDependency MyDependency建構式中添加例外代碼：

1    public MyDependency()
2     {
3        throw new Exception("exception content！");
4     }

結果如下圖：

從Github Dependency Injection 庫進入System.Reflection的呼叫分界線代碼：

 1 protected override object VisitConstructor(ConstructorCallSite constructorCallSite, RuntimeResolverContext context)
 2 {
 3     object[] parameterValues;
 4     if (constructorCallSite.ParameterCallSites.Length == 0)
 5     {
 6          parameterValues = Array.Empty<object>();
 7     }
 8     else
 9     {
10        parameterValues = new object[constructorCallSite.ParameterCallSites.Length];
11        for (var index = 0; index < parameterValues.Length; index++)
12       {
13          parameterValues[index] = VisitCallSite(constructorCallSite.ParameterCallSites[index], context);
14        }
15     }
16 
17     try
18     {
19        return constructorCallSite.ConstructorInfo.Invoke(parameterValues);
20     }
21     catch (Exception ex) when (ex.InnerException != null)
22     {
23        ExceptionDispatchInfo.Capture(ex.InnerException).Throw();
24       // The above line will always throw, but the compiler requires we throw explicitly.
25       throw;
26      }
27 }

黃色背景行就是.NET反射特性的體現：
對型別資訊(建構式、引數)使用Invoke方法產生物件，

干貨旁白

• 控制反轉是一種在軟體工程中解耦合的思想，呼叫方依賴介面或抽象類，減少了耦合，控制權交給了服務容器，由容器維護注冊項，并將具體的實作動態注入到呼叫方，
• 有些人會把控制反轉和依賴注入等同，實際上有本質區別：
• 控制反轉是一種思想；
• 依賴注入是一種設計模式，
• 依賴注入是實現控制反轉的一種方式，但是控制反轉還有其他實作方式，例如說ServiceLocator，所以不能將控制反轉和依賴注入等同，
• 在運行時，框架會決議依賴樹、依賴圖，通過反射在運行期生成物件，

標籤：.NET Core

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