詳解C#中的依賴注入和IoC容器

更新時間：2020年12月29日 14:17:30 作者：碼農(nóng)驛站

這篇文章主要介紹了C#中的依賴注入和IoC容器的相關(guān)資料，幫助大家更好的理解和使用c#,感興趣的朋友可以了解下

在本文中，我們將通過用C#重構(gòu)一個非常簡單的代碼示例來解釋依賴注入和IoC容器。

簡介：

依賴注入和IoC乍一看可能相當(dāng)復(fù)雜，但它們非常容易學(xué)習(xí)和理解。

在本文中，我們將通過在C#中重構(gòu)一個非常簡單的代碼示例來解釋依賴注入和IoC容器。

要求：

構(gòu)建一個允許用戶查看可用產(chǎn)品并按名稱搜索產(chǎn)品的應(yīng)用程序。

第一次嘗試：

我們將從創(chuàng)建分層架構(gòu)開始。使用分層架構(gòu)有多個好處，但我們不會在本文中列出它們，因?yàn)槲覀冴P(guān)注的是依賴注入。

下面是應(yīng)用程序的類圖:

首先，我們將從創(chuàng)建一個Product類開始:

public class Product
{
  public Guid Id { get; set; }
  public string Name { get; set; }
  public string Description { get; set; }
}

然后，我們將創(chuàng)建數(shù)據(jù)訪問層:

public class ProductDAL
{
  private readonly List<Product> _products;

  public ProductDAL()
  {
    _products = new List<Product>
    {
      new Product { Id = Guid.NewGuid(), Name= "iPhone 9", 
             Description = "iPhone 9 mobile phone" },
      new Product { Id = Guid.NewGuid(), Name= "iPhone X", 
             Description = "iPhone X mobile phone" }
    };
  }

  public IEnumerable<Product> GetProducts()
  {
    return _products;
  }

  public IEnumerable<Product> GetProducts(string name)
  {
    return _products
      .Where(p => p.Name.Contains(name))
      .ToList();
  }
}

然后，我們將創(chuàng)建業(yè)務(wù)層:

public class ProductBL
{
  private readonly ProductDAL _productDAL;

  public ProductBL()
  {
    _productDAL = new ProductDAL();
  }

  public IEnumerable<Product> GetProducts()
  {
    return _productDAL.GetProducts();
  }

  public IEnumerable<Product> GetProducts(string name)
  {
    return _productDAL.GetProducts(name);
  }
}

最后，我們將創(chuàng)建UI:

class Program
{
  static void Main(string[] args)
  {
    ProductBL productBL = new ProductBL();

    var products = productBL.GetProducts();

    foreach (var product in products)
    {
      Console.WriteLine(product.Name);
    }

    Console.ReadKey();
  }
}

我們已經(jīng)寫在第一次嘗試的代碼是良好的工作成果，但有幾個問題:

1.我們不能讓三個不同的團(tuán)隊(duì)在每個層上工作。

2.業(yè)務(wù)層很難擴(kuò)展，因?yàn)樗蕾囉跀?shù)據(jù)訪問層的實(shí)現(xiàn)。

3.業(yè)務(wù)層很難維護(hù)，因?yàn)樗蕾囉跀?shù)據(jù)訪問層的實(shí)現(xiàn)。

4.源代碼很難測試。

第二次嘗試：

高級別對象不應(yīng)該依賴于低級別對象。兩者都必須依賴于抽象。那么抽象概念是什么呢?

抽象是功能的定義。在我們的例子中，業(yè)務(wù)層依賴于數(shù)據(jù)訪問層來檢索圖書。在C#中，我們使用接口實(shí)現(xiàn)抽象。接口表示功能的抽象。

讓我們來創(chuàng)建抽象。

下面是數(shù)據(jù)訪問層的抽象:

public interface IProductDAL
{
  IEnumerable<Product> GetProducts();
  IEnumerable<Product> GetProducts(string name);
}

我們還需要更新數(shù)據(jù)訪問層：

public class ProductDAL : IProductDAL

我們還需要更新業(yè)務(wù)層。實(shí)際上，我們將更新業(yè)務(wù)層，使其依賴于數(shù)據(jù)訪問層的抽象，而不是依賴于數(shù)據(jù)訪問層的實(shí)現(xiàn):

public class ProductBL
{
  private readonly IProductDAL _productDAL;

  public ProductBL()
  {
    _productDAL = new ProductDAL();
  }

  public IEnumerable<Product> GetProducts()
  {
    return _productDAL.GetProducts();
  }

  public IEnumerable<Product> GetProducts(string name)
  {
    return _productDAL.GetProducts(name);
  }
}

我們還必須創(chuàng)建業(yè)務(wù)層的抽象:

public interface IProductBL
{
  IEnumerable<Product> GetProducts();
  IEnumerable<Product> GetProducts(string name);
}

我們也需要更新業(yè)務(wù)層：

public class ProductBL : IProductBL

最終我們需要更新UI：

class Program
{
  static void Main(string[] args)
  {
    IProductBL productBL = new ProductBL();

    var products = productBL.GetProducts();

    foreach (var product in products)
    {
      Console.WriteLine(product.Name);
    }

    Console.ReadKey();
  }
}

我們在第二次嘗試中所做的代碼是有效的，但我們?nèi)匀灰蕾囉跀?shù)據(jù)訪問層的具體實(shí)現(xiàn):

public ProductBL()
{
  _productDAL = new ProductDAL();
}

那么，如何解決呢?

這就是依賴注入模式發(fā)揮作用的地方。

最終嘗試

到目前為止，我們所做的工作都與依賴注入無關(guān)。

為了使處在較高級別的的業(yè)務(wù)層依賴于較低級別對象的功能，而沒有具體的實(shí)現(xiàn)，必須由其他人創(chuàng)建類。其他人必須提供底層對象的具體實(shí)現(xiàn)，這就是我們所說的依賴注入。它的字面意思是我們將依賴對象注入到更高級別的對象中。實(shí)現(xiàn)依賴項(xiàng)注入的方法之一是使用構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行依賴項(xiàng)注入。

讓我們更新業(yè)務(wù)層:

public class ProductBL : IProductBL
{
  private readonly IProductDAL _productDAL;

  public ProductBL(IProductDAL productDAL)
  {
    _productDAL = productDAL;
  }

  public IEnumerable<Product> GetProducts()
  {
    return _productDAL.GetProducts();
  }

  public IEnumerable<Product> GetProducts(string name)
  {
    return _productDAL.GetProducts(name);
  }
}

基礎(chǔ)設(shè)施必須提供對實(shí)現(xiàn)的依賴:

class Program
{
  static void Main(string[] args)
  {
    IProductBL productBL = new ProductBL(new ProductDAL());

    var products = productBL.GetProducts();

    foreach (var product in products)
    {
      Console.WriteLine(product.Name);
    }

    Console.ReadKey();
  }
}

創(chuàng)建數(shù)據(jù)訪問層的控制與基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合在一起。這也稱為控制反轉(zhuǎn)。我們不是在業(yè)務(wù)層中創(chuàng)建數(shù)據(jù)訪問層的實(shí)例，而是在基礎(chǔ)設(shè)施的中創(chuàng)建它。 Main方法將把實(shí)例注入到業(yè)務(wù)邏輯層。因此，我們將低層對象的實(shí)例注入到高層對象的實(shí)例中。

這叫做依賴注入。

現(xiàn)在，如果我們看一下代碼，我們只依賴于業(yè)務(wù)訪問層中數(shù)據(jù)訪問層的抽象，而業(yè)務(wù)訪問層是使用的是數(shù)據(jù)訪問層實(shí)現(xiàn)的接口。因此，我們遵循了更高層次對象和更低層次對象都依賴于抽象的原則，抽象是更高層次對象和更低層次對象之間的契約。

現(xiàn)在，我們可以讓不同的團(tuán)隊(duì)在不同的層上工作。我們可以讓一個團(tuán)隊(duì)處理數(shù)據(jù)訪問層，一個團(tuán)隊(duì)處理業(yè)務(wù)層，一個團(tuán)隊(duì)處理UI。

接下來就顯示了可維護(hù)性和可擴(kuò)展性的好處。例如，如果我們想為SQL Server創(chuàng)建一個新的數(shù)據(jù)訪問層，我們只需實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問層的抽象并將實(shí)例注入基礎(chǔ)設(shè)施中。

最后，源代碼現(xiàn)在是可測試的了。因?yàn)槲覀冊谌魏蔚胤蕉际褂媒涌?，所以我們可以很容易地在較低的單元測試中提供另一個實(shí)現(xiàn)。這意味著較低的測試將更容易設(shè)置。

現(xiàn)在，讓我們測試業(yè)務(wù)層。

我們將使用xUnit進(jìn)行單元測試，使用Moq模擬數(shù)據(jù)訪問層。

下面是業(yè)務(wù)層的單元測試:

public class ProductBLTest
{
  private readonly List<Product> _products = new List<Product>
  {
    new Product { Id = Guid.NewGuid(), Name= "iPhone 9", 
           Description = "iPhone 9 mobile phone" },
    new Product { Id = Guid.NewGuid(), Name= "iPhone X", 
           Description = "iPhone X mobile phone" }
  };
  private readonly ProductBL _productBL;

  public ProductBLTest()
  {
    var mockProductDAL = new Mock<IProductDAL>();
    mockProductDAL
      .Setup(dal => dal.GetProducts())
      .Returns(_products);
    mockProductDAL
      .Setup(dal => dal.GetProducts(It.IsAny<string>()))
      .Returns<string>(name => _products.Where(p => p.Name.Contains(name)).ToList());

    _productBL = new ProductBL(mockProductDAL.Object);
  }

  [Fact]
  public void GetProductsTest()
  {
    var products = _productBL.GetProducts();
    Assert.Equal(2, products.Count());
  }

  [Fact]
  public void SearchProductsTest()
  {
    var products = _productBL.GetProducts("X");
    Assert.Single(products);
  }
}

你可以看到，使用依賴項(xiàng)注入很容易設(shè)置單元測試。

IoC容器

容器只是幫助實(shí)現(xiàn)依賴注入的東西。容器，通常實(shí)現(xiàn)三種不同的功能:

1.注冊接口和具體實(shí)現(xiàn)之間的映射

2.創(chuàng)建對象并解析依賴關(guān)系

3.釋放

讓我們實(shí)現(xiàn)一個簡單的容器來注冊映射并創(chuàng)建對象。

首先，我們需要一個存儲映射的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。我們將選擇Hashtable。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將存儲映射。

首先，我們將在容器的構(gòu)造函數(shù)中初始化Hashtable。然后，我們將創(chuàng)建一個RegisterTransient方法來注冊映射。最后，我們會創(chuàng)建一個創(chuàng)建對象的方法 Create :

public class Container
{
  private readonly Hashtable _registrations;

  public Container()
  {
    _registrations = new Hashtable();
  }

  public void RegisterTransient<TInterface, TImplementation>()
  {
    _registrations.Add(typeof(TInterface), typeof(TImplementation));
  }

  public TInterface Create<TInterface>()
  {
    var typeOfImpl = (Type)_registrations[typeof(TInterface)];
    if (typeOfImpl == null)
    {
      throw new ApplicationException($"Failed to resolve {typeof(TInterface).Name}");
    }
    return (TInterface)Activator.CreateInstance(typeOfImpl);
  }
}

最終，我們會更新UI：

class Program
{
  static void Main(string[] args)
  {
    var container = new Container();
    container.RegisterTransient<IProductDAL, ProductDAL>();

    IProductBL productBL = new ProductBL(container.Create<IProductDAL>());
    var products = productBL.GetProducts();

    foreach (var product in products)
    {
      Console.WriteLine(product.Name);
    }

    Console.ReadKey();
  }
}

現(xiàn)在，讓我們在容器中實(shí)現(xiàn)Resolve方法。此方法將解決依賴關(guān)系。

Resolve方法如下:

public T Resolve<T>()
{
    var ctor = ((Type)_registrations[typeof(T)]).GetConstructors()[0];
    var dep = ctor.GetParameters()[0].ParameterType;
    var mi = typeof(Container).GetMethod("Create");
    var gm = mi.MakeGenericMethod(dep);
    return (T)ctor.Invoke(new object[] { gm.Invoke(this, null) });
}

然后我們可以在UI中使用如下Resolve方法:

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var container = new Container();
        container.RegisterTransient<IProductDAL, ProductDAL>();
        container.RegisterTransient<IProductBL, ProductBL>();

        var productBL = container.Resolve<IProductBL>();
        var products = productBL.GetProducts();

        foreach (var product in products)
        {
            Console.WriteLine(product.Name);
        }

        Console.ReadKey();
    }
}

在上面的源代碼中，容器使用container.Resolve<IProductBL>()方法創(chuàng)建ProductBL類的一個對象。ProductBL類是IProductDAL的一個依賴項(xiàng)。因此，container.Resolve<IProductBL>() 通過自動創(chuàng)建并在其中注入一個ProductDAL對象返回ProductBL類的一個對象。這一切都在幕后進(jìn)行。創(chuàng)建和注入ProductDAL對象是因?yàn)槲覀冇肐ProductDAL注冊了ProductDAL類型。

這是一個非常簡單和基本的IoC容器，它向你展示了IoC容器背后的內(nèi)容。就是這樣。我希望你喜歡閱讀這篇文章。

以上就是詳解C#中的依賴注入和IoC容器的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C# 依賴注入和IoC容器的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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