考虑到主题问题,在这里不打算详细讲解依赖注入的概念,需要了解依赖注入的可以关注我的DI&IoC分类讲解,这里我们专注于ASP.NET Core 体系中系统自带的原生IoC容器是如何让我们实现注入和解析的。
服务的生命周期
在开始之前,我们先了解一下服务的生命周期,这仅涉及到IServiceCollection和IServiceProvider两个核心对象,这也是我们开篇文章中阐述的两个重要对象。
在.NET Core中DI的核心分为两个组件:IServiceCollection和 IServiceProvider。
- IServiceCollection 负责注册
- IServiceProvider 负责提供实例
- ActivatorUtilities(暂不讲解) 负责提供实例,允许在依赖关系注入容器中创建没有服务注册的对象。
服务注册:
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddTransient<ITransientTest, TransientTest>(); services.AddSingleton<ISingletonTest, SingletonTest>(); services.AddScoped<IScopedTest, ScopedTest>(); ..... }
通过IServiceCollection这个对象,系统将相应的服务以不同的生命周期模式(Transient、Scoped和Singleton)注册到ServiceCollection对象里面。
在此需要解释一下服务的生命周期
Singleton:整个应用程序生命周期内只创建一个实例
Transient:每一次请求都会创建一个新的实例
Scoped: 每次从同一个容器中获取的实例是相同的、
interface ITransientTest { } interface ISingletonTest { } interface IScopedTest { } class TransientTest : ITransientTest { } class SingletonTest : ISingletonTest { } class ScopedTest : IScopedTest { } class Program { static void Main(string[] args) { IServiceCollection services = new ServiceCollection(); services = services.AddTransient<ITransientTest, TransientTest>(); services = services.AddScoped<IScopedTest, ScopedTest>(); services = services.AddSingleton<ISingletonTest, SingletonTest>(); IServiceProvider serviceProvider = services.BuildServiceProvider(); Console.WriteLine(ReferenceEquals(serviceProvider.GetService<ITransientTest>(), serviceProvider.GetService<ITransientTest>())); Console.WriteLine(ReferenceEquals(serviceProvider.GetService<IScopedTest>(), serviceProvider.GetService<IScopedTest>())); Console.WriteLine(ReferenceEquals(serviceProvider.GetService<ISingletonTest>(), serviceProvider.GetService<ISingletonTest>())); IServiceProvider serviceProvider1 = serviceProvider.CreateScope().ServiceProvider; IServiceProvider serviceProvider2 = serviceProvider.CreateScope().ServiceProvider; Console.WriteLine(ReferenceEquals(serviceProvider1.GetService<IScopedTest>(), serviceProvider1.GetService<IScopedTest>())); Console.WriteLine(ReferenceEquals(serviceProvider1.GetService<IScopedTest>(), serviceProvider2.GetService<IScopedTest>())); Console.WriteLine(ReferenceEquals(serviceProvider1.GetService<ISingletonTest>(), serviceProvider2.GetService<ISingletonTest>())); /* False * True * True * True * False * True */ } }
对象解析:
当我们需要从容器中解析一个对象出来的时候,用到了IServiceProvider对象,它根据IServiceCollection注册的服务类型提取相应的服务对象。
public class Test { private readonly IServiceProvider _serviceProvider;
public Test(IServiceProvider serviceProvider) { _serviceProvider = serviceProvider; } public TestController() { //如果没有,则返回null var testService1 = _serviceProvider.GetService<ITestService>(); //如果没有,则抛出InvalidOperationException异常 var testService2 = _serviceProvider.GetRequiredService<ITestService>(); //获取对应的集合 var testService3 = _serviceProvider.GetServices<ITestService>(); var testService4 = _serviceProvider.GetRequiredServices<ITestService>(); } }
整体的一个依赖注入流程如下图
追本溯源
在上面我们知道了如何通过IServiceCollection和IServiceProvider这两个对象注册和解析对象,那么问题来了,这两个对象是什么时候和如何创建的呢?
回到我们ASP.NET Core – 从Program和Startup开始的控制台程序,在WebHostBuilder调用Build方法创建WebHost的过程中,这时会创建一个ServiceCollection对象,并将系统需要的一系列预定义服务(如IHostingEnvironment、IConfiguration、IHttpContextFactory、IStartupFilter等)注册在它之上。接下来会利用这个ServiceCollection对象创建出对应的ServieProvider(BuildServiceProvider()),而这两个ServiceProvider和ServiceCollection对象会一并传递给最终创建的WebHost,WebHost会利用这个ServiceProvider对象解析出Startup对象,并调用它的Configure方法用来完成对整个管道的建立。
非常值得一提的是,Startup中的ConfigureServices方法是允许具有一个IServiceProvider类型的返回值,如果这个方法返回一个具体的ServiceProrivder,那么WebHostBuilder将不会利用ServiceCollection来创建新的ServiceProvider,而是直接使用这个返回的ServiceProvider来传递到Startup的Configure方法以供使用。我们后面会基于这个特性使用其他的IoC框架进行扩展替换。
这是WebHost调用Startup类的Configure方法创建管道的过程
public void Initialize() { _startup = _hostingServiceProvider.GetService<IStartup>(); _applicationServices = _startup.ConfigureServices(_applicationServiceCollection); EnsureServer(); var builderFactory = _applicationServices.GetRequiredService<IApplicationBuilderFactory>(); var builder = builderFactory.CreateBuilder(Server.Features); builder.ApplicationServices = _applicationServices; var startupFilters = _applicationServices.GetService<IEnumerable<IStartupFilter>>(); Action<IApplicationBuilder> configure = _startup.Configure; foreach (var filter in startupFilters.Reverse()) { configure = filter.Configure(configure); } configure(builder); this._application = builder.Build(); }
在这里我们不再深究一个完整的流程的每个阶段,后面源码分析的时候会结合整个流程展示。