余小章 @ 大內殿堂

祕訣無它，唯勤而已;唯有不斷學習，才能成長 by 余小章

2020-10-29

如何使用 DI Container for Microsoft.Extensions.DependencyInjection

Microsoft.Extensions.DependencyInjection 是微軟實作的 DI Container，在 ASP.NET Core 大量的使用，無形之間已經成為一種開發標準，過去，還沒有使用 DI Container 時，我會使用靜態屬性來集中管理物件的生命週期，現在，集中管理物件的生命週期，我又多了一個選擇。

Microsoft.Extensions.DependencyInjection 支援 .NET Fx 4.6.1 以上

相依、注入

  • 一個 class A 需要另外一個 class B 才能完成功能，稱為 A 依賴於 B。
  • 根據物件導向的 依賴倒置原則 (Dependency Inversion Principle, DIP)，A 不應直接依賴 B，而是依賴抽象(Interface、Abstract)，目的是為了降低物件彼此之間的依賴。
    在日常生活當中常見的抽象設計，例如：電腦主機板上的 CPU 插槽、RAM 插槽、燈具、插座…等
  • 把 B 宣告成欄位或屬性、方法參數，建構函數參數，讓使用 A 的人可以改變 B 的狀態，這種可以由外部改變內部狀態的行為，稱為注入。

 

開一個洞，可以讓外部可以改變內部狀態，稱為：DI(Dependency Injection)

本來是內部控制，由於反轉，外部也可以控制了；控制流程由內部控制變成外部控制，主動變成被動，稱為Ioc(Inversion of Control)：控制反轉；ASP.NET Core 實現了 IoC，預設就允許你這麼做

常見的開洞方式

  • 建構函數參數
  • 屬性
  • 方法參數
  • 檔案、資料庫

屬性注入的範例如下：

internal static class Program
{
    [STAThread]
    private static void Main()
    {
        var member = new Member();
        member.Name = "小章";
    }
}
 
class Member
{
    public string Name { get; set; }="yao";
}

對！就是我們常在幹的事

開發環境

  • Rider 2020.2
  • ASP.NET Core 3.1
  • ASP.NET MVC 5 / .NET Framework 4.8
  • ASP.NET Web API / .NET Framework 4.8
  • Microsoft.Extensions.DependencyInjection 3.1.9

 

服務在 DI Container 內的生命週期

當我們和 DI Container 請求服務實例時，它會根據當時註冊的依據來決定，Microsoft.Extensions.DependencyInjection DI Container 管理物件有三個生命週期，：

  • Singleton：整個應用程式只建立一個實例 (Instance) 並且共用它。
  • Scoped：在 ASP.NET Core，每個 Request 都會建立一個新的實例，在這當中經過的 Pipeline，都是相同的實例。Scope 指的就是這種特定範圍內使用相同的實例
  • Transient：每次都建立一個新的，永不共用。

 

註冊服務到 DI Container，通過 IServiceCollection

容器框架將我們應用程式所需要功能視為「服務」，當我們需要把「服務」交給它處理；在這裡需要呼叫 IServiceCollection.Add/TryAdd 開頭的方法把服務放入容器內，簡單來講就是交給它來幫你做 new class 的動作以及取用，還有生命週期的管理。

  • Add 會覆蓋原有的註冊定義
  • Try 會先檢查是否存在註冊，存在則不處理

 

這裡的「服務」指的不是 WinService 或是一個網頁服務，而是一個 class

 

實例化 IServiceCollection

開始之前要先安裝以下套件

Install-Package Microsoft.Extensions.DependencyInjection

首先要建立 IServiceCollection 實例，在 ASP.NET Core 在 Host.CreateDefaultBuilder(args).ConfigureWebHostDefaults 處理了，請參考 如何使用 .NET Generic Host for Microsoft.Extensions.Hosting | 余小章 @ 大內殿堂 - 點部落 (dotblogs.com.tw)

.NET Framework / .NET Core 則是要自行處理，我整理出不同框架所需要的步驟。

 

ASP.NET Core 3.1

ASP.NET Core 3.1 註冊的動作寫在 Startup.cs 的 ConfigureServices(IServiceCollection services) 方法，範例如下：

public class Startup
{
    ...
 
    // This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddControllers();
        services.AddTransient<ITransientMessager, MultiMessager>()
                .AddSingleton<ISingleMessager, MultiMessager>()
                .AddScoped<IScopeMessager, MultiMessager>()
            ;
    }
}

 

WinForm .NET Framework 4.8

.NET Framework 則需要自己實例化 IServiceCollection，再註冊服務，最後調用 IServiceCollection.BuildServiceProvider 方法

internal class DependencyInjectionConfig
{
    public static IServiceProvider ServiceProvider { get; set; }

    public static IServiceProvider Register()
    {
        var services = new ServiceCollection();
        ConfigureServices(services);
        ServiceProvider = services.BuildServiceProvider();
        return ServiceProvider;
    }

    /// <summary>
    ///     使用 MS DI 註冊
    /// </summary>
    private static IServiceCollection ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        return services.AddSingleton<Form1>()
                       .AddTransient<Worker>()
                       .AddTransient<ITransientMessager, MultiMessager>()
                       .AddSingleton<ISingleMessager, MultiMessager>()
                       .AddScoped<IScopeMessager, MultiMessager>()      
    }
}


在進入點的 Program.cs 位置調用 DependencyInjectionConfig.Register 方法並取得 ServiceProvider

internal static class Program
{
    /// <summary>
    ///     The main entry point for the application.
    /// </summary>
    [STAThread]
    private static void Main()
    {
        Application.EnableVisualStyles();
        Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false);
        var serviceProvider = DependencyInjectionConfig.Register() as ServiceProvider;

        using (serviceProvider)
        {
            var form = serviceProvider.GetService(typeof(Form1)) as Form;
            Application.Run(form);
        }
    }
}

 

ASP.NET Web API 2

ASP.NET Web API 要使用 DI Container 注入 Controller 得實作解析器，這樣才能在 Controller 的建構函數注入參數。

2021/05/12 根據小紀回復修正無法執行物件 Dispose 方法

public class DefaultDependencyResolver : IDependencyResolver
{
    private readonly IServiceProvider _serviceProvider;
    private          IServiceScope    _serviceScope;

    public DefaultDependencyResolver(IServiceProvider serviceProvider, IServiceScope serviceScope = null)
    {
        this._serviceProvider = serviceProvider;
        this._serviceScope    = serviceScope;
    }

    public object GetService(Type serviceType)
    {
        return this._serviceProvider.GetService(serviceType);
    }

    public IEnumerable<object> GetServices(Type serviceType)
    {
        return this._serviceProvider.GetServices(serviceType);
    }

    public IDependencyScope BeginScope()
    {
        this._serviceScope = this._serviceProvider.CreateScope();
        return new DefaultDependencyResolver(this._serviceScope.ServiceProvider,this._serviceScope);
    }

    public void Dispose()
    {
        this._serviceScope?.Dispose();
    }
}

 

Controller 也算是應用程式的進入點，我們可以讓它依賴 Service Locator，通過 HttpRequestMessage.GetDependencyScope 擴充方法就能取得 IDependencyScope，取出物件的生命週期為 Scope

var requestScope = this.Request.GetDependencyScope();
var transient    = requestScope.GetService(typeof(ITransientMessager)) as ITransientMessager;

你可以選擇是否要在 Controller 開一個注入點或是讓它依賴 Service Locator。

 

搜尋 Web API 的 Controller (IHttpController)

public static class ServiceProviderExtensions
{
    public static IServiceCollection AddControllersAsServices(this IServiceCollection services,
                                                              IEnumerable<Type>       controllerTypes)
    {
        var filter = controllerTypes.Where(t => !t.IsAbstract
                                                && !t.IsGenericTypeDefinition)
                                    .Where(t => typeof(IHttpController).IsAssignableFrom(t)
                                                || t.Name.EndsWith("Controller", StringComparison.OrdinalIgnoreCase));

        foreach (var type in filter)
        {
            services.AddTransient(type);
        }

        return services;
    }
}

 

實例化 IServiceCollection，再註冊服務，最後調用 IServiceCollection.BuildServiceProvider 方法

public class DependencyInjectionConfig
{
    public static void Register(HttpConfiguration config)
    {
        var services = ConfigureServices();

        var provider = services.BuildServiceProvider();

        var resolver = new DefaultDependencyResolver(provider);
        config.DependencyResolver = resolver;
    }

    /// <summary>
    ///     使用 MS DI 註冊
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    private static ServiceCollection ConfigureServices()
    {
        var services = new ServiceCollection();

        //使用 Microsoft.Extensions.DependencyInjection 註冊
        services.AddControllersAsServices(typeof(DependencyInjectionConfig).Assembly.GetExportedTypes());

        services.AddScoped<IMessager, LogMessager>();

        services.AddTransient<ITransientMessager, MultiMessager>()
                .AddSingleton<ISingleMessager, MultiMessager>()
                .AddScoped<IScopeMessager, MultiMessager>();
        return services;
    }
}

 

在應用程式 Global.asax 進入點，調用 DependencyInjectionConfig.Register

public class WebApiApplication : HttpApplication
{
    protected void Application_Start()
    {
        GlobalConfiguration.Configure(WebApiConfig.Register);
        GlobalConfiguration.Configure(DependencyInjectionConfig.Register);
    }
}

 

ASP.NET MVC 5

用 ServiceScopeHttpModule 將每個 Request 存放 IServiceScope，選用 HttpContext.Current.Items 來保留狀態，之前，我寫了一些有關 ASP.NET Request可以使用的物件，有興趣的可以過去看一下 [ASP.NET] 使用 Request 傳遞參數 | 余小章 @ 大內殿堂 - 點部落 (dotblogs.com.tw) 

internal class ServiceScopeHttpModule : IHttpModule
{
    private static ServiceProvider s_serviceProvider;

    public static void SetServiceProvider(IServiceProvider serviceProvider)
    {
        s_serviceProvider = serviceProvider as ServiceProvider;
    }

    public void Dispose()
    {
        s_serviceProvider?.Dispose();
    }

    public void Init(HttpApplication context)
    {
        context.BeginRequest += this.Context_BeginRequest;
        context.EndRequest   += this.Context_EndRequest;
    }

    private void Context_BeginRequest(object sender, EventArgs e)
    {
        var context = ((HttpApplication) sender).Context;
        context.Items[typeof(IServiceScope)] = s_serviceProvider.CreateScope();
    }

    private void Context_EndRequest(object sender, EventArgs e)
    {
        var context = ((HttpApplication) sender).Context;
        if (context.Items[typeof(IServiceScope)] is IServiceScope scope)
        {
            scope.Dispose();
        }
    }
}

 

DefaultDependencyResolver 則是取出 IServiceScope，這是跟 Web API 不一樣的地方

internal class DefaultDependencyResolver : IDependencyResolver
{
    private readonly ServiceProvider _serviceProvider;

    public DefaultDependencyResolver(IServiceProvider serviceProvider)
    {
        this._serviceProvider = serviceProvider as ServiceProvider;
    }

    public void Dispose()
    {
        this._serviceProvider?.Dispose();
    }

    public object GetService(Type serviceType)
    {
        if (HttpContext.Current?.Items[typeof(IServiceScope)] is IServiceScope scope)
        {
            return scope.ServiceProvider.GetService(serviceType);
        }

        return this._serviceProvider.GetService(serviceType);
    }

    public IEnumerable<object> GetServices(Type serviceType)
    {
        if (HttpContext.Current?.Items[typeof(IServiceScope)] is IServiceScope scope)
        {
            return scope.ServiceProvider.GetServices(serviceType);
        }

        return this._serviceProvider.GetServices(serviceType);
    }
}

 

最後在，Global.asax 調用 ServiceScopeHttpModule

[assembly: PreApplicationStartMethod(typeof(MvcApplication), "InitModule")]
namespace Mvc5Net48
{
    public class MvcApplication : HttpApplication
    {
        public static void InitModule()
        {
            RegisterModule(typeof(ServiceScopeHttpModule));
        }

        protected void Application_Start()
        {
            AreaRegistration.RegisterAllAreas();
            RouteConfig.RegisterRoutes(RouteTable.Routes);
            DependencyInjectionConfig.Register();
            FilterConfig.RegisterGlobalFilters(GlobalFilters.Filters);
        }
    }
}

 

有一些代碼跟 Web API 很像，為了節省一些篇幅我就不貼代碼了

DependencyInjectionConfig.cs

ServiceProviderExtensions.cs

 

 

以上就是根據不同的框架準備的環境設定。

 

註冊

  • 微軟的容器裡面有一個集合，用 Type 當 Key，一個 Key 對應到一個實體 (Instance)，預設可以不用自己寫 new
  • 可以把他想成是一個 Dictionary<Type,Object>，註冊的時候把 Type，放進去，取出的時候用 Type，但其實沒簡單，DI Container 還要管理實體的生命週期。
  • 「服務」註冊到容器後並不會立即實例化

 

以下我整理出幾個常用的註冊寫法

手動實例化 ServiceDescriptor 註冊

Add 方法

services.Add(new ServiceDescriptor(typeof(ISingleMessager), 
             typeof(MultiMessager), 
             ServiceLifetime.Singleton));

從 DI Container 取出時，key 為 typeof(MultiMessager)，例如：IServiceProvider.GetService(typeof(MultiMessager))

 

Add 兩個 Key，相同實例

ServiceDescriptor 有一個參數是 Func<IServiceProvider, T> 用來決定如何取得實例，Model 如下：

public interface IModel
{
    Guid Id { get; set; }

    string Name { get; set; }
}

public class Model : IModel
{
    public Guid Id { get; set; } = Guid.NewGuid();

    public string Name { get; set; }
}


descriptor1 會產生 key=typeof(Model) 和 Model 實例

descriptor2 去 DI Container  取得 Model 實例，implementFactory 是委派，可以宣告從 DI Container 取出實例或是手動 new，有延遲執行的效果。

Func<IServiceProvider, Model> implementFactory = p => p.GetService<Model>();

var descriptor1 = new ServiceDescriptor(typeof(Model), typeof(Model), ServiceLifetime.Scoped);
var descriptor2 = new ServiceDescriptor(typeof(IModel), implementFactory, ServiceLifetime.Scoped);
services.Add(new[] {descriptor1, descriptor2});

var provider = services.BuildServiceProvider();
var model1   = provider.GetService<Model>();
var model2   = provider.GetService<IModel>();

 

或者這樣用

services.AddSingleton<Model>();
services.AddSingleton<IModel>(p => p.GetService<Model>());

 

執行結果如下

 

通過 Fluent API / 方法鏈註冊

用來新增移除服務的 IServiceCollection 擴充方法 Microsoft.Extensions.DependencyInjection.Extensions ，骨子裡面幫你實例化 ServiceDescriptor

指定實作型別

services.AddSingleton<Form1>()
        .AddTransient<Worker>()
        ;

 取出時，key 為 typeof(Form1)，例如：IServiceProvider.GetService(typeof(Form1))

 

抽象(Interface)對應實作 

services.AddTransient<ITransientMessager, MultiMessager>()
        .AddSingleton<ISingleMessager, MultiMessager>()
        .AddScoped<IScopeMessager, MultiMessager>()
        ;

 取出時，key 為抽象 typeof(ITransientMessager)，例如：IServiceProvider.GetService(typeof(ITransientMessager))

 

自行建立實例

services.AddSingleton(provider =>
                      {
                          var form1 = new Form1();
                          form1.Name = "今晚我想來點...";
                          return form1;
                      });

 

註冊時依賴別的 Service，從 ServiceProvider 取出 Service

services.AddTransient(provider =>
                      {
                          var transient = provider.GetRequiredService<ITransientMessager>();
                          var single    = provider.GetRequiredService<ISingleMessager>();
                          var scope     = provider.GetRequiredService<IScopeMessager>();
                          return new Worker(transient,
                                            scope,
                                            single);
                      });

 

依賴相同的抽象，註冊不同的實作，依賴關係如下：

public class Worker
{
    public IMessager Messager { get; set; }

    public Worker(IMessager messager)
    {
        this.Messager = messager;
    }
}

public class Worker2
{
    public IMessager Messager { get; set; }

    public Worker2(IMessager messager)
    {
        this.Messager = messager;
    }
}

 

註冊不同的的實作

services.AddTransient(p => new Worker(new LogMessager()));
services.AddTransient(p => new Worker2(new MachineMessager()));

 

註冊注意事項

//這樣寫會有兩個執行個體
services.AddScoped<Model>();
services.AddScoped<IModel, Model>();
  • 手動實例化要寫在委派方法才會有延遲 Lazy 執行的效果，不要這樣寫
var logger = new LogMessager();
services.AddTransient(p => new Worker(logger));

更多註冊服務的設定

ASP.NET Core 控制器的相依性插入
ASP.NET Core 檢視中的相依性插入

 

從 DI Container 取出服務實例，通過 ServiceProvider

.NET Framework 調用 IServiceCollection.BuildServiceProvider() 才能取得 IServiceProvider 實例

var services = new ServiceCollection();
var provider = services.BuildServiceProvider();

 

有了 IServiceProvider 實例後才能透過他取出其他的服務，有以下幾種手動取出服務的方式

 

有時會需要已經註冊過的服務，在 IServiceCollection.AddXXX 擴充方法裡面，有提供 IServiceProvider 參數，讓我們取出其他已經註冊過的服務

services.AddTransient(provider =>
                      {
                          var transient = provider.GetRequiredService<ITransientMessager>();
                          var single    = provider.GetRequiredService<ISingleMessager>();
                          var scope     = provider.GetRequiredService<IScopeMessager>();
                          return new Worker(transient,
                                            scope,
                                            single);
                      });

 

使用 IServiceProvider.CreateScope 建立 Scope，using 區段內的服務只有一個實例

using (var scope = serviceProvider.CreateScope())
{
    var scopedServiceProvider = scope.ServiceProvider;
    var myScopedService = scopedServiceProvider.GetService<IMyScopedService>();
}

 

不該讓你的物件直接依賴 IServiceProvider (Service Locator pattern)，你的物件應該是透過注入的方式取得其他依賴的實體；
但可以集中一個地方或是應用程式的進入點來管理其他服務的注入。

 

除了手動操作 IServiceProvider 之外，框架也實作了取出服務的擴充方法

 

ASP.NET Web API 2

通過 HttpRequestMessage.GetDependencyScope 擴充方法取得服務，這是 ASP.NET 框架內實現的功能，讓我們在同一個 Request 使用相同實例的服務

在 Filter 的範例如下：

public class LogFilterAttribute : ActionFilterAttribute
{
    public override void OnActionExecuting(HttpActionContext actionContext)
    {
        IDependencyScope requestScope = actionContext.Request.GetDependencyScope();
        var transient                 = requestScope.GetService(typeof(ITransientMessager)) as MultiMessager;
        ...
    }
}

 

在 ApiController 的範例如下：

public class DefaultController : ApiController
{
    [HttpGet]
    public IHttpActionResult Get()
    {
        IDependencyScope requestScope = this.Request.GetDependencyScope();
        var              transient    = requestScope.GetService(typeof(ITransientMessager)) as MultiMessager;
        ....
        return this.Ok();
    }
}

 

ASP.NET MVC 5

通過 IDependencyResolver.GetService 方法取得實例，ASP.NET 框架內實現的功能，讓我們在同一個 Request 使用相同實例的服務

public class Default1Controller : Controller
{
    // GET: Default
    public ActionResult Index()
    {
        var single    = this.Resolver.GetService(typeof(ISingleMessager)) as ISingleMessager;
        ...
        return this.View();
    }
}

 

通過反編譯得知 Controller.Resolver 屬性骨子裡面是 System.Web.Mvc.DependencyResolver.Current，所以也可以直接使用這個物件取得容器內的實例

 

ASP.NET Core

通過 HttpContext.RequestServices 取得 IServiceProvider，再透過 IServiceProvider.GetService 取得實例，ASP.NET Core框架內實現的功能，讓我們在同一個 Request 使用相同實例的服務

[ApiController]
[Route("[controller]")]
public class DefaultController : ControllerBase
{
    [HttpGet]
    public IActionResult Get()
    {
        IServiceProvider serviceProvider = this.HttpContext.RequestServices;
        var              transient       = serviceProvider.GetService(typeof(ITransientMessager)) as ITransientMessager;
        var              scope           = serviceProvider.GetService(typeof(IScopeMessager)) as IScopeMessager;
        var              single          = serviceProvider.GetService(typeof(ISingleMessager)) as ISingleMessager;
        ...
        return this.Ok();
    }
}

 

觀察服務的生命週期

了解 DI Container 相關物件的使用方式，接下來我想要觀察服務的生命週期是不是如我所設想的，比如，

  • 宣告成 Transient 的物件，是不是每次都會產生一份新的實例?
  • 宣告成 Scope 的物件，是不是在同一個 Request 的生命週期內，是不是同一個實例?
    • 不同的 Request 的實例均為不同?
  • 宣告成 Singleton 的物件，是不是在應用程式的生命週期內，只有一份實例?

 

這裡我需要幾個物件

public interface IMessager
{
    string OperationId { get; }
}
public interface IScopeMessager : IMessager
{
}
public interface ISingleMessager : IMessager
{
}
public interface ITransientMessager : IMessager
{
}
public class MultiMessager : IScopeMessager, ISingleMessager, ITransientMessager
{
    public string OperationId { get; } = $"多個接口-{Guid.NewGuid()}";
}

 

ASP.NET Core 3.1

讓 Controller 依賴 ITransientMessager、IScopeMessager、ISingleMessager

[ApiController]
[Route("[controller]")]
public class DefaultController : ControllerBase
{
    private IMessager Transient { get; }

    private IMessager Scope { get; }

    private IMessager Single { get; }

    private readonly ILogger<DefaultController> _logger;

    public DefaultController(ILogger<DefaultController> logger,
                             ITransientMessager         transient,
                             IScopeMessager             scope,
                             ISingleMessager            single)
    {
        this._logger = logger;

        this.Transient = transient;
        this.Scope     = scope;
        this.Single    = single;
    }

    [HttpGet]
    public IActionResult Get()
    {
        var content = "我在 DefaultController.Get \r\n"               +
                      $"transient:{this.Transient.OperationId}\r\n" +
                      $"scope:{this.Scope.OperationId}\r\n"         +
                      $"single:{this.Single.OperationId}";
        this._logger.LogInformation("我在 DefaultController.Get ,transient = {transient},scope = {scope},single = {single}",
                                    this.Transient.OperationId,
                                    this.Scope.OperationId,
                                    this.Single.OperationId);
        return this.Ok(content);
    }
}

 

分別註冊三種不同的生命週期的 ITransientMessager、IScopeMessager、ISingleMessager，對應到相同的 MultiMessager，用來觀察 MultiMessager 的生命週期是否有甚麼變化

public class Startup
{
    ...other code
    // This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddControllers();
        
        services.AddTransient(p => new Worker(new LogMessager()));
        services.AddTransient(p => new Worker2(new MachineMessager()));
 
        services.AddTransient<ITransientMessager, MultiMessager>()
                .AddSingleton<ISingleMessager, MultiMessager>()
                .AddScoped<IScopeMessager, MultiMessager>()
            ;
    }
}

 Controller 屬於 ASP.NET Core 框架生命週期的一部分，支援建構函數注入

 

按 Ctrl + F5 執行，跳出瀏覽器

第一次執行

info: WebApiNetCore31.Controllers.DefaultController[0]       我在 DefaultController.Get ,transient = 多個接口-84f4ebe8-2fcf-436f-9dcf-cca33e23a76e,scope = 多個接口-240e5402-4ca5-40b9-89d6-2b58d98ac24d,single = 多個接口-0168818c-b016-4b80-91f7-30ce91c09159

對瀏覽器按 F5，第二次執行

info: WebApiNetCore31.Controllers.DefaultController[0]       我在 DefaultController.Get ,transient = 多個接口-1e9e05f5-5ab6-41e4-a827-8c422ea8d937,scope = 多個接口-1d9e1066-c7a5-4c5a-8f8f-f75fab447082,single = 多個接口-0168818c-b016-4b80-91f7-30ce91c09159

對瀏覽器按 F5，第三次執行

info: WebApiNetCore31.Controllers.DefaultController[0]       我在 DefaultController.Get ,transient = 多個接口-56e654e5-dca0-4935-b9a5-53a6e9fec201,scope = 多個接口-1bad6360-f31f-4d2d-9596-25b70fcea842,single = 多個接口-0168818c-b016-4b80-91f7-30ce91c09159

不管按了幾次 F5，註冊為 Singleton 的 MultiMessager 狀態都不會改變，但是看不太出來 Transient 及 Scoped 的差異，因為他們一直都在變。

 

為了要觀察生命週期，接下來我需要一個 Filter，讓這個 Request 的生命週期流過 Filter，Filter 是屬於 ASP.NET Core 生命週期的一部分，ActionExecutingContext 的物件也可以存取 IServiceProvider，當然 Controller 也可以

public class LogFilterAttribute : ActionFilterAttribute
{
    public override void OnActionExecuting(ActionExecutingContext context)
    {
        var transient = context.HttpContext.RequestServices.GetService<ITransientMessager>();
        var scope     = context.HttpContext.RequestServices.GetService<IScopeMessager>();
        var single    = context.HttpContext.RequestServices.GetService<ISingleMessager>();
        var logger    = context.HttpContext.RequestServices.GetService<ILogger<LogFilterAttribute>>();
        logger.LogInformation("我在 LogFilterAttribute ,transient = {transient},scope = {scope},single = {single}",
                              transient.OperationId,
                              scope.OperationId,
                              single.OperationId);
 
        //Console.WriteLine(content);
    }
}

 

直接針對 Filter 進行單元測試會需要比較大的力氣，如果可以，應該把主要的邏輯放在別的物件，再讓 Filter 依賴使用；或者是用 TestServer 進行集成測試

 

 Filter 可以放在 Global、Controller、Action，以下是 Global 的用法

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddControllers(options => options.Filters.Add(new LogFilterAttribute()));
    ...
}

 

第一次執行

info: WebApiNetCore31.LogFilterAttribute[0]
      我在 LogFilterAttribute ,transient = 多個接口-8e075a8e-eb66-46e6-b14b-c6233e902f2d,scope = 多個接口-94797ff9-9632-471b-8a5e-2f1a0885ffff,single = 多個接口-5016dd4b-918e-4d33-b0e8-935dbc18ecf0 info: WebApiNetCore31.Controllers.DefaultController[0]
      我在 DefaultController.Get ,transient = 多個接口-95010c45-61d4-4512-8d6e-724f1befbc75,scope = 多個接口-94797ff9-9632-471b-8a5e-2f1a0885ffff,single = 多個接口-5016dd4b-918e-4d33-b0e8-935dbc18ecf0

可以觀察到 scope 的內容是一樣的，同一個 Request 所使用的物件生命週期是一樣的

 

第二次執行

info: WebApiNetCore31.LogFilterAttribute[0]
      我在 LogFilterAttribute ,transient = 多個接口-c74b68f4-f8fb-41b3-9848-aa466a4178a6,scope = 多個接口-d8263a01-1344-41a1-ba1f-dc5da5d922e9,single = 多個接口-5016dd4b-918e-4d33-b0e8-935dbc18ecf0 info: WebApiNetCore31.Controllers.DefaultController[0]
      我在 DefaultController.Get ,transient = 多個接口-d86ec1da-e655-4680-9e8c-4861dec2c5c0,scope = 多個接口-d8263a01-1344-41a1-ba1f-dc5da5d922e9,single = 多個接口-5016dd4b-918e-4d33-b0e8-935dbc18ecf0

 

第三次執行

info: WebApiNetCore31.LogFilterAttribute[0]
      我在 LogFilterAttribute ,transient = 多個接口-7b8f0c77-c213-40e9-b38e-79ddedc61b58,scope = 多個接口-e6fcd493-cdac-4edf-8797-71be7a39a18c,single = 多個接口-5016dd4b-918e-4d33-b0e8-935dbc18ecf0 info: WebApiNetCore31.Controllers.DefaultController[0]
      我在 DefaultController.Get ,transient = 多個接口-a4c378c3-bfb0-42a3-94be-dd636911b652,scope = 多個接口-e6fcd493-cdac-4edf-8797-71be7a39a18c,single = 多個接口-5016dd4b-918e-4d33-b0e8-935dbc18ecf0

 

ASP.NET Web API 2

跟 ASP.NET Core 的步驟差不多，只列出 Filter，代碼如下，更多的內容請參考 https://github.com/yaochangyu/sample.dotblog/tree/master/DI/Lab.MsDI/WebApiNet48

public class LogFilterAttribute : ActionFilterAttribute
{
    public override void OnActionExecuting(HttpActionContext actionContext)
    {
        var requestScope = actionContext.Request.GetDependencyScope();
 
        var transient = requestScope.GetService(typeof(ITransientMessager)) as MultiMessager;
        var scope     = requestScope.GetService(typeof(IScopeMessager)) as MultiMessager;
        var single    = requestScope.GetService(typeof(ISingleMessager)) as MultiMessager;
 
        var logger = LogManager.GetCurrentClassLogger();
        var content = "我在 LogFilterAttribute.OnActionExecuting\r\n" +
                      $"transient:{transient.OperationId}\r\n"      +
                      $"scope:{scope.OperationId}\r\n"              +
                      $"single:{single.OperationId}";
        Console.WriteLine(content);
        logger.Info(content);
    }
}

 

ASP.NET MVC 5

跟 ASP.NET Core 的步驟差不多，只列出 Filter，代碼如下，更多的內容請參考 https://github.com/yaochangyu/sample.dotblog/tree/master/DI/Lab.MsDI/Mvc5Net48

這裡我用兩種方式取出服務的實例，

第一種：

var serviceScope = filterContext.HttpContext?.Items[typeof(IServiceScope)] as IServiceScope;
serviceScope.ServiceProvider.GetService<ITransientMessager>();

第二種：

DependencyResolver.Current.GetService<IScopeMessager>();

 

完整代碼如下：

public class LogFilterAttribute : ActionFilterAttribute
{
    public override void OnActionExecuting(ActionExecutingContext filterContext)
    {
        var serviceScope = filterContext.HttpContext?.Items[typeof(IServiceScope)] as IServiceScope;
        if (serviceScope == null)
        {
            return;
        }

        var serviceProvider = serviceScope.ServiceProvider;

        var transient = serviceProvider.GetService<ITransientMessager>();
        var single    = serviceProvider.GetService<ISingleMessager>();

        var scope     = serviceProvider.GetService<IScopeMessager>();
        var scope2    = DependencyResolver.Current.GetService<IScopeMessager>();
        var noeq = scope.OperationId == scope2.OperationId;
        Debug.Assert(noeq);

        var logger = LogManager.GetCurrentClassLogger();
        var content = "我在 LogFilterAttribute.OnActionExecuting\r\n" +
                      $"transient:{transient.OperationId}\r\n"      +
                      $"scope:{scope.OperationId}\r\n"              +
                      $"single:{single.OperationId}";
        Console.WriteLine(content);

        logger.Trace(content);
    }
}

 

WinForm/Console/Desktop App

我在 WinForm 裡的作法是是接依賴 Service Locator，因為我把它視為應用程式的進入點

public partial class Form1 : Form
{
    int _counter = 1;
    public Form1()
    {
        this.InitializeComponent();
    }

    private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        var serviceProvider = DependencyInjectionConfig.ServiceProvider;
        var work            = serviceProvider.GetRequiredService<Worker>();
        Console.WriteLine($"{this._counter}=>\r\n"+work.Get());
        
        this._counter++;
    }
}

 

第一次執行

1=>
transient:多個接口-a8fb8fa3-bcee-4651-b4da-7ddb680b5304
scope:多個接口-cc916b98-74d0-4a89-8f16-eb80b8254a6e
single:多個接口-8e05751f-2e0e-43bc-a567-b1c66736df04

第二次執行

2=>
transient:多個接口-7ac3e7bf-9d5a-4946-b80a-573fe42e9671
scope:多個接口-cc916b98-74d0-4a89-8f16-eb80b8254a6e
single:多個接口-8e05751f-2e0e-43bc-a567-b1c66736df04

第三次執行

3=>
transient:多個接口-238e2adb-468b-4313-8e47-96079b40d5d7
scope:多個接口-cc916b98-74d0-4a89-8f16-eb80b8254a6e
single:多個接口-8e05751f-2e0e-43bc-a567-b1c66736df04

 

執行結果如下

 

可以看到上述執行結果，不論按鈕案幾次 Single/Scope 的值都沒有變動，Scope 配置的物件生命週期，只會在 ASP.NET / ASP.NET Core 生效，原因是 ASP.NET 會根據每一個 Request 調用 IServiceProvider.CreateScope 產生全新的物件，但其他的框架不會做這件事。

根據需求自行呼叫 IServiceProvider.CreateScope，代碼如下：

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var serviceProvider = DependencyInjectionConfig.ServiceProvider;
    using (var serviceScope = serviceProvider.CreateScope())
    {
        var work = serviceScope.ServiceProvider.GetRequiredService<Worker>();
        Console.WriteLine($"{this._counter}=>\r\n" + work.Get());
    }

    this._counter++;
}

 

這時，每一次按下按鈕所得到的 Scope 物件狀態就不一樣了

官方建議

我列出了幾項，詳細的內容可以參考官方文件，for ASP.NET

錯誤的做法

Incorrect code

正確的做法：

 

詳細內容請參考

https://blog.ploeh.dk/2010/02/03/ServiceLocatorisanAnti-Pattern/

 

錯誤的做法：

呼叫 BuildServiceProvider 的錯誤程式碼

在上圖中，選取下綠色波浪線會 services.BuildServiceProvider 顯示下列 ASP0000 警告：

ASP0000 Calling 'BuildServiceProvider' from application code results in an additional copy of singleton services being created. Consider alternatives such as dependency injecting services as parameters to 'Configure'.

呼叫 BuildServiceProvider 會建立第二個容器，它會建立損毀的單例物件並讓多個容器參考

正確的作法：

  • 啟用 Scope 驗證，如需詳細資訊，請參閱範圍驗證
  • DI 是用來替代全域靜態屬性取實例的解決方案，如果混用，可能無法展現 DI 的優點

 

不支援的功能

微軟的 DI Container 相較於其他第三方套件，功能並不是十分完善，以下是我試出目前不支援的功能

  • 屬性注入
  • 方法注入
  • 用字串註冊，取出用字串，比如 GetService("xxxx")
  • 檔案注入
  • 子容器
  • 掃描 Assembly 自動註冊，可使用 Scrutor 解決

 

自動註冊

Scrutor

雖然微軟並沒有內建自動註冊，但 Scrutor 已經實現出來了

Install-Package Scrutor

 

根據 Assembly 掃描所有 Controller

services.Scan(p => p.FromAssemblies(Assembly.Load("WebApiNet48"))
                    .AddClasses(c => c.AssignableTo<IHttpController>())
                    .AsSelf()
                    .WithScopedLifetime()
             );


更多的設定請參考 https://github.com/khellang/Scrutor#scanning

 

找出相對應的 Type

透過 Assembly.GetTypes() 加上一些條件、規則，也應該可以省去不少手動設定的苦工

一些比較複雜的對應使用自動註冊相當的麻煩，採取手動註冊的策略或許會比較好

 

sources.AddScoped(typeof(Startup).Assembly.GetExportedTypes()
                                                .Where(t => !t.IsAbstract && !t.IsGenericTypeDefinition)
                                                .Where(t => typeof(IController).IsAssignableFrom(t) 
                                                            || t.Name.EndsWith("Controller", StringComparison.OrdinalIgnoreCase)));

 

參考

.NET Core 中的相依性插入
ASP.NET Core 控制器的相依性插入
ASP.NET Core 檢視中的相依性插入
筆記 - 不可不知的 ASP.NET Core 依賴注入
ASP.NET Core Dependency Injection Deep Dive
Implementation of dependency injection instance based on WinForm on net core 3.1

專案位置

https://github.com/yaochangyu/sample.dotblog/tree/master/DI/Lab.MsDI

若有謬誤，煩請告知，新手發帖請多包涵


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