ASP.NET Core 中间件的使用（二）：依赖注入的使用

写在前面

上一篇大家已经粗略接触了解到.NET Core中间件的使用：ASP .Net Core 中间件的使用（一）：搭建静态文件服务器/访问指定文件，

.NET Core框架中很多核心对象都是通过依赖注入的方式提供的，那什么是依赖注入？

这也是个老生常谈的问题，到底依赖注入是什么？ 为什么要用它？ 初学者特别容易对控制反转IOC(Iversion of Control)，DI等概念搞晕。

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 什么是依赖注入？

提到依赖注入，大家一定会想到控制反转，怎么了解，控制反转是一种设计原则（Inversion of Control，缩写为IoC），而依赖注入(（Dependency Injection，简称DI）)是它的一种实现方式。

当一个类需要另一个类协作来完成工作的时候就产生了依赖。比如我们在AccountController这个控制器需要完成和用户相关的注册、登录 等事情。

这里有一个设计原则：依赖于抽象，而不是具体的实现，当一个类依赖于具体依赖时，它被认为与该类紧密耦合。

 

依赖注入的目的是为了什么？

控制反转用于解耦，将接口和实现的耦合降低，有一个好处就是，一个接口，可以进行不同的实现，这样提高扩展性，确保代码的可维护性和扩展性。

通俗的讲，就是对象在被使用前，我们需要New一下对象，创建一个实例对象，然后在进行其他操作。

 

怎么使用依赖注入？

.NET Core 自带了依赖注入的框架，我们可以归纳为这几个使用方式，当然还有很多使用方法（常规，泛型，工厂），就不一一举例了：

• 构造函数注入；

• 方法注入；

• 属性注入；

这么归纳是不是感觉不太好理解？没关系，我们进一步细化为如下使用方式：

1. 在Startup类型的构造函数中注入；

2. 在Startup类型的Configure方法中注入；

3. 在中间件类型构造函数中注入；

4. 在中间件类型的Invoke/InvokeAsync方法中注入；

5. 在Controller类型的构造函数中注入；

6. 在Controller的Action方法中注入；

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一、在Startup类型的构造函数中注入

配置的IConfiguration对象和表示承载环境的IHostEnvironment对象可以直接注入Startup构造函数中。

当然也可以通过注入IWebHostEnvironment对象的方式得到当前承载环境相关的信息，

这是因为ASP.NET Core应用中的承载环境通过IWebHostEnvironment接口表示，IWebHostEnvironment接口派生于IHostEnvironment接口）。

我们可以通过一个简单的实例来验证针对Startup的构造函数注入。

如下面的代码片段所示，我们在调用IWebHostBuilder接口的Startup<TStartup>方法时注册了自定义的Startup类型。

在定义Startup类型时，我们在其构造函数中注入上述3个对象，提供的调试断言不仅证明了3个对象不为Null，还表明采用IHostEnvironment接口和IWebHostEnvironment接口得到的其实是同一个实例。

class Program
{
    static void Main()
    {
        Host.CreateDefaultBuilder().ConfigureWebHostDefaults(builder => builder.UseStartup<Startup>())
        .Build()
        .Run();
    }
}

public class Startup
{
    public Startup(IConfiguration configuration, IHostEnvironment hostingEnvironment,IWebHostEnvironment webHostEnvironment)
    {
        Debug.Assert(configuration != null);
        Debug.Assert(hostingEnvironment != null);
        Debug.Assert(webHostEnvironment != null);
        Debug.Assert(ReferenceEquals(hostingEnvironment, webHostEnvironment));
    }
    public void Configure(IApplicationBuilder app) { }
}

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二、在Startup类型的Configure方法中注入

这种注入方式也叫管道注入，这种是使用比较多的一种注入方式，因为.NET Core创建项目的时候已经在Startup.cs类里面生成框架了（管道注入）,

如果构造函数注入还可以对注入的服务有所选择，那么对于Configure方法来说，通过任意方式注册的服务都可以注入其中，包括通过调用

IHostBuilder、IWebHostBuilder和Startup自身的ConfigureServices方法注册的服务，还包括框架自行注册的所有服务。

如下面的代码代码片段所示，我们分别调用IWebHostBuilder和Startup的ConfigureServices方法注册了针对IStudent接口和ISchool接口的服务，这两个服务直接注入Startup的Configure方法中。另外，Configure方法要求提供一个用来注册中间件的IApplicationBuilder对象作为参数，但是对该参数出现的位置并未做任何限制。

class Program
{
    static void Main()
    {
        Host.CreateDefaultBuilder().ConfigureWebHostDefaults(builder => builder
            .UseStartup<Startup>()
            .ConfigureServices(svcs => svcs.AddSingleton<IStudent, Student>()))
        .Build()
        .Run();
    }
}

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services) => services.AddSingleton<ISchool, School>();
    public void Configure(IApplicationBuilder app, IStudent student, ISchool school)
    {
        Debug.Assert(student != null);
        Debug.Assert(school!= null);
    }
}

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三、在中间件类型构造函数中注入

ASP.NET Core请求处理管道最重要的对象是用来真正处理请求的中间件。

由于ASP.NET Core在创建中间件对象并利用它们构建整个请求处理管道时，所有的服务都已经注册完毕，所以任何一个注册的服务都可以注入中间件类型的构造函数中。

如下所示的代码片段体现了针对中间件类型的构造函数注入。

class Program
{
    static void Main()
    {
        Host.CreateDefaultBuilder().ConfigureWebHostDefaults(builder => builder
            .ConfigureServices(svcs => svcs
                .AddSingleton<studentschoolMiddleware>()
                .AddSingleton<IStudent, student>()
                .AddSingleton<ISchool, school>())
            .Configure(app => app.UseMiddleware<studentschoolMiddleware>()))
        .Build()
        .Run();
    }
}

public class studentschoolMiddleware : IMiddleware
{
    public studentschoolMiddleware(IStudent student, ISchool school)
    {
        Debug.Assert(student != null);
        Debug.Assert(school != null);
    }

    public Task InvokeAsync(HttpContext context, RequestDelegate next)
    {
        Debug.Assert(next != null);
        return Task.CompletedTask;
    }
}

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四、在中间件类型的Invoke/InvokeAsync方法中注入

如果采用基于约定的中间件类型定义方式，注册的服务还可以直接注入真正用于处理请求的InvokeAsync方法或者Invoke方法中。

另外，将方法命名为InvokeAsync更符合TAP（Task-based Asynchronous Pattern）编程模式，之所以保留Invoke方法命名，主要是出于版本兼容的目的。

如下所示的代码片段展示了针对InvokeAsync方法的服务注入。

class Program
{
    static void Main()
    {
        Host.CreateDefaultBuilder().ConfigureWebHostDefaults(builder => builder
            .ConfigureServices(svcs => svcs
                .AddSingleton<IStudent, student>()
                .AddSingleton<ISchool, school>())
            .Configure(app => app.UseMiddleware<studentschoolMiddleware>()))
        .Build()
        .Run();
    }
}

public class studentschoolMiddleware
{
    private readonly RequestDelegate _next;

    public studentschoolMiddleware(RequestDelegate next) => _next = next;
    public Task InvokeAsync(HttpContext context, IStudent student, ISchool school)
    {
        Debug.Assert(context != null);
        Debug.Assert(student != null);
        Debug.Assert(school != null);
        return _next(context);
    }
}

对于基于约定的中间件，构造函数注入与方法注入存在一个本质区别。

由于中间件被注册为一个Singleton对象，所以我们不应该在它的构造函数中注入Scoped服务。

Scoped服务只能注入中间件类型的InvokeAsync方法中，因为依赖服务是在针对当前请求的服务范围中提供的，所以能够确保Scoped服务在当前请求处理结束之后被释放。

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五、在Controller类型的构造函数中注入

在一个ASP.NET Core MVC应用中，我们可以在定义的Controller中以构造函数注入的方式注入所需的服务。

在如下所示的代码片段中，我们将IStudentschool服务注入到HomeController的构造函数中。

class Program
{
    static void Main()
    {
        Host.CreateDefaultBuilder().ConfigureWebHostDefaults(builder => builder
            .ConfigureServices(svcs => svcs
                .AddSingleton<IStudentschool, studentschool>()
                .AddSingleton<ISchool, school>()
                .AddControllersWithViews())
            .Configure(app => app
                .UseRouting()
                .UseEndpoints(endpoints => endpoints.MapControllers())))
        .Build()
        .Run();
    }
}

public class HomeController : Controller
{
    public HomeController(IStudentschool studentschool) => Debug.Assert(studentschool!= null);

}

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六、在Controller的Action方法中注入

借助于ASP.NET Core MVC基于模型绑定的参数绑定机制，我们可以将注册的服务绑定到目标Action方法的参数上，进而实现针对Action方法的依赖注入。

在采用这种类型的注入方式时，我们需要在注入参数上按照如下的方式标注FromServicesAttribute特性，用以确定参数绑定的来源是注册的服务。

在如下所示的代码片段

class Program
{
    static void Main()
    {
        Host.CreateDefaultBuilder().ConfigureWebHostDefaults(builder => builder
            .ConfigureServices(svcs => svcs
                .AddSingleton<IStudentschool, Studentschool>()
                .AddControllersWithViews())
            .Configure(app => app
                .UseRouting()
                .UseEndpoints(endpoints => endpoints.MapControllers())))
        .Build()
        .Run();
    }
}

public class HomeController: Controller
{
    [HttpGet("/")]
    public void Index([FromServices]IStudentschool studentschool)
    {
        Debug.Assert(Studentschool!= null);
    }
}

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七、在视图中注入

在ASP.NET Core MVC应用中，我们还可以将服务注册到现的View中。

假设我们定义了如下这个简单的MVC程序，并定义了一个简单的HomeController。

如下代码片段

class Program
{
    static void Main()
    {
        Host.CreateDefaultBuilder().ConfigureWebHostDefaults(builder => builder
            .ConfigureServices(svcs => svcs
                .AddSingleton<IStudentschool, Studentschool>()
                .AddControllersWithViews())
            .Configure(app => app
                .UseRouting()
                .UseEndpoints(endpoints => endpoints.MapControllers())))
        .Build()
        .Run();
    }
}

public class HomeController: Controller
{
        [HttpGet("/")]
        public IActionResult Index() => View();
}

我们为HomeController定义了一个路由指向根路径（“/”）的Action方法Index，该方法在调用View方法呈现默认的View之前，

将注入的IStudentschool服务以ViewBag的形式传递到View中。

如下所示的代码片段是这个Action方法对应View（/Views/Home/Index.cshtml）的定义，我们通过@inject指令注入了IStudentschool服务，并

将属性名设置为Studentschool，这意味着当前View对象将添加一个Studentschool属性来引用注入的服务。

@inject IStudentschool Studentschool
@
{
    Debug.Assert(Studentschool!= null);
}

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 写在后面

到这里就简单介绍了.NET Core依赖注入的使用方式，更多的使用方式还有待探索，一些使用过程当中的注意事项也需要探索，如：

• 有效地设计服务及其依赖关系；
• 防止多线程问题；
• 防止内存泄漏；
• 防止潜在的错误；
• 如果使用了服务注入，还要考虑服务生命周期（服务不能依赖于生命周期小于其自身的服务。）；

参考： https://www.cnblogs.com/artech/p/di-in-asp-net-core-3.html

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作者：熊泽-学习中的苦与乐
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