在ASP.NET Core中，依賴注入（DI）是非常重要的特性。本文將深入探討ASP.NET Core源碼中的容器IOC和依賴注入的實現原理。

什么是IoC

Inversion of Control（IoC）是指將控制權反轉過來，即由系統來控制程序的執行流程。傳統的程序都是由開發人員自己編寫代碼來控制程序的執行流程，而IoC則是將這種“主動權”交給了系統。

在IoC中，對象的創建和管理由框架或容器來完成，這些對象也被稱為服務。應用程序通過請求獲取服務，而不是直接創建服務對象。

什么是DI

Dependency Injection（DI）是IoC的一種具體實現方式。在DI中，服務提供方和服務使用方之間的耦合關系由第三方組件（DI容器）來處理。容器負責實例化服務，并將其注入到需要該服務的類中。

ASP.NET Core中的DI容器可以幫助我們解決應用程序中的對象管理問題，例如創建對象、管理對象的生命周期等。

ASP.NETCore DI容器的注冊

在ASP.NET Core中，我們可以使用以下方法將服務注冊到DI容器：

services.AddScoped<IMyService, MyService>();

其中，AddScoped方法將服務注冊為Scoped生命周期，IMyService是服務接口，MyService是服務的實現。

ASP.NETCore DI容器的解析

在ASP.NET Core中，我們可以使用以下代碼從DI容器中解析服務：

var service = serviceProvider.GetService<IMyService>();

其中，GetService方法從容器中解析出指定類型的服務對象，返回一個IServiceProvider類型的實例。

ASP.NETCore DI容器的生命周期

ASP.NET Core中DI容器的生命周期如下：

• Transient：每次請求都創建一個新的服務實例。
• Scoped：在同一作用域（例如同一HTTP請求）中，每次請求只創建一個服務實例。
• Singleton：整個應用程序中只創建一個服務實例。

實現原理

ASP.NET Core中的DI容器基于
Microsoft.Extensions.DependencyInjection庫實現。該庫主要包含以下三個核心類：

• ServiceCollection：服務集合，用于注冊服務。
• ServiceProvider：服務提供者，用于解析服務。
• ServiceDescriptor：服務描述符，用于描述服務的類型、實現和生命周期。

在ASP.NET Core中，服務提供者（ServiceProvider）采用了服務提供者模式。服務提供者模式是指，在軟件系統中，提供一種機制，能夠讓開發人員更加方便地獲取系統所提供的各種服務。服務提供者模式的核心思想就是將服務的創建和使用分離開來，即服務的創建交給容器去處理，而服務的使用則由開發人員自行控制。

為了實現服務提供者模式，我們需要一個容器來管理服務。在ASP.NET Core中，容器主要用于注冊服務、解析服務、生命周期管理等。

容器一般包含兩個主要角色：服務描述符（ServiceDescriptor）和服務提供者（ServiceProvider）。服務描述符用于描述服務，例如服務接口類型、服務實現類型、生命周期等；而服務提供者則用于創建和管理服務實例。

ServiceCollection容器

在ASP.NET Core中，我們使用ServiceCollection容器來注冊服務。ServiceCollection類繼承于IServiceCollection接口，用于注冊服務描述符并最終構建出ServiceProvider容器。ServiceCollection提供了一系列方便的方法來簡化服務注冊的過程。例如，通過調用AddTransient、AddScoped、AddSingleton等方法，我們可以輕松地注冊服務。

ServiceCollection會在構建出ServiceProvider容器之前驗證注冊的服務描述符，以確保其合法性。例如，當注冊多個同一服務類型的描述符時，ServiceCollection會拋出異常。另外，在
ServiceCollection.BuildServiceProvider() 方法中，容器將遞歸檢查和解析所有服務描述符，構造出DI框架的核心實例（ServiceProvider）。

ServiceProvider容器

ServiceProvider是一個抽象類，表示服務提供者。在ASP.NET Core中，我們常用的是ServiceProvider的派生類：ServiceProviderEngine。ServiceProviderEngine是IServiceProvider接口的一個實現，它封裝了所有服務實例的創建和管理過程，可以通過ServiceProviderFactory 派生類中的CreateServiceProvider來創建或指定它。

在ServiceProviderEngine中，每個服務都有一個對應的ServiceCallSite（調用站點），用于記錄服務的描述信息。ServiceCallSite主要由以下三個部分組成：

• CallType，表示服務的運行時類型。
• ImplementationType，表示服務的實現類型。
• Cache，表示服務實例的緩存。

在獲取服務實例時，ServiceProviderEngine先從緩存中查找服務實例，如果沒有找到則根據 CallType 和 ImplementationType 創建新的服務實例。同時，也會處理服務的生命周期，根據服務描述符中的Lifetime設置，選擇相應的范圍進行限制。

集成Autofac等IOC框架

ASP.NET Core自帶的依賴注入容器已經能夠滿足大多數場景需求，但是有時候需要在項目中使用其他的IOC框架，比如Autofac。下面將介紹如何在ASP.NET Core中集成Autofac，以實現更加便捷的依賴注入。

Autofac是一個用于依賴注入（Dependency Injection）的開源.NET容器。它提供了一種簡單而靈活的方式來管理對象的創建和生命周期，使得應用程序的組件可以松耦合、可測試和可擴展。

以下是一些關于Autofac的鏈接：

• Autofac官方網站：https://autofac.org/
• Autofac在GitHub上的倉庫：https://github.com/autofac/Autofac
• Autofac的文檔：https://autofac.readthedocs.io/
• Autofac的NuGet包：https://www.nuget.org/packages/Autofac/

以下是一些使用Autofac的示例代碼：

注冊和解析一個簡單的依賴關系：

// 創建容器構建器
var builder = new ContainerBuilder();
// 注冊依賴關系
builder.RegisterType<MyDependency>().As<IMyDependency>();
// 構建容器
var container = builder.Build();
// 解析依賴關系
var myDependency = container.Resolve<IMyDependency>();

使用構造函數注入：

public class MyClass
{
    private readonly IMyDependency _myDependency;
    public MyClass(IMyDependency myDependency)
    {
        _myDependency = myDependency;
    }
    // ...
}
// 注冊依賴關系
builder.RegisterType<MyClass>();
// 解析依賴關系
var myClass = container.Resolve<MyClass>();

使用屬性注入：

public class MyClass
{
    [Autowired]
    public IMyDependency MyDependency { get; set; }
    // ...
}

// 注冊依賴關系
builder.RegisterType<MyClass>();
// 解析依賴關系
var myClass = container.Resolve<MyClass>();

這些示例只是Autofac的一小部分功能，更多詳細的使用方法和示例可以在官方文檔中找到。

安裝Autofac

首先，在ASP.NET Core項目中安裝Autofac和
Autofac.Extensions.DependencyInjection NuGet包。

可以通過NuGet包管理器或者通過命令行來安裝：

• NuGet包管理器：在Visual Studio中打開NuGet包管理器，搜索并安裝Autofac和Autofac.Extensions.DependencyInjection包。
• 命令行：在項目根目錄下打開命令行工具，并執行以下兩個命令：

dotnet add package Autofac
dotnet add package Autofac.Extensions.DependencyInjection

配置Autofac

在ASP.NET Core中，可以通過IServiceCollection接口來注冊服務描述符，并最終構建出ServiceProvider容器。而Autofac也提供了相應的配置類來實現服務的注冊和解析。

下面是一個簡單的Autofac配置示例：

public class AutofacModule : Module
{
    protected override void Load(ContainerBuilder builder)
    {
        // 注冊服務
        builder.RegisterType<MyService>().As<IMyService>();

        // 將Autofac容器作為ServiceProvider容器
        builder.Populate(services);
    }
}

在上述代碼中，我們創建了一個Autofac的Module類，并在其Load方法中進行服務注冊。這里我們將MyService類注冊為IMyService的實現類型，并將Autofac容器作為ServiceProvider容器。

注冊Autofac容器

最后，我們需要在ASP.NET Core的ConfigureServices方法中注冊Autofac容器：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    // 配置Autofac
    var builder = new ContainerBuilder();
    builder.RegisterModule(new AutofacModule());

    // 將Autofac容器設置為默認的依賴注入容器
    var container = builder.Build();
    return new AutofacServiceProvider(container);

    // 注冊其他服務
    services.AddMvc();
}

在上述代碼中，我們通過AutofacModule來配置Autofac，并創建了Autofac容器。最后，我們將Autofac容器設置為默認的依賴注入容器，即返回AutofacServiceProvider對象。這樣就完成了Autofac與ASP.NET Core的集成。

總結

通過對ASP.NET Core DI容器的注冊、解析和生命周期等方面進行深入探討，我們能夠更好地理解容器IOC和依賴注入的實現原理。同時，我們也能更好地使用ASP.NET Core的DI容器來進行應用程序開發，從而提高應用程序的性能和可維護性。