C#中的依赖注入Dependency Injection, DI

在C#中，依赖注入（Dependency Injection, DI）是一种实现控制反转（IoC）的设计模式，用于解耦组件依赖关系。以下是基于 .NET Core/ .NET 5+ 的依赖注入配置详细步骤和用法：

1. 基本概念

服务（Service）：被注入的依赖项（如接口、类）。
容器（Container）：管理服务的创建和生命周期（如 IServiceCollection）。
生命周期：
- Transient：每次请求创建新实例。
- Scoped：同一作用域内共享实例（如一次HTTP请求）。
- Singleton：全局单例。

2. 配置依赖注入的步骤

步骤1：定义服务接口和实现类

// 定义接口
public interface IMyService
{string GetMessage();
}// 实现接口
public class MyService : IMyService
{public string GetMessage() => "Hello from MyService!";
}

步骤2：注册服务到容器

在 Program.cs 或 Startup.cs（.NET 6+ 通常使用 Program.cs）：

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);// 注册服务（生命周期可选）
builder.Services.AddTransient<IMyService, MyService>();      // 瞬时
builder.Services.AddScoped<IMyService, MyService>();         // 作用域
builder.Services.AddSingleton<IMyService, MyService>();      // 单例// 直接注册类（无接口）
builder.Services.AddTransient<MyService>();

步骤3：注入服务到目标类

通过构造函数注入：

public class MyController : ControllerBase
{private readonly IMyService _service;// 构造函数自动注入public MyController(IMyService service){_service = service;}[HttpGet]public IActionResult Get(){return Ok(_service.GetMessage());}
}

3. 在非Web应用（如WPF/控制台）中使用DI

WPF 示例

安装NuGet包：

Install-Package Microsoft.Extensions.DependencyInjection

配置DI容器（在 App.xaml.cs）：

public partial class App : Application
{public IServiceProvider ServiceProvider { get; private set; }protected override void OnStartup(StartupEventArgs e){var services = new ServiceCollection();// 注册服务services.AddTransient<IMyService, MyService>();services.AddSingleton<MainWindow>(); // 注册主窗口ServiceProvider = services.BuildServiceProvider();// 解析主窗口并显示var mainWindow = ServiceProvider.GetRequiredService<MainWindow>();mainWindow.Show();}
}

在窗口/ViewModel中注入：

public partial class MainWindow : Window
{public MainWindow(IMyService service){InitializeComponent();var message = service.GetMessage(); // 使用注入的服务}
}

4. 高级用法

4.1 注入多个实现（命名或策略模式）

// 注册多个实现
builder.Services.AddTransient<IMyService, ServiceA>();
builder.Services.AddTransient<IMyService, ServiceB>();// 通过 IEnumerable<T> 获取所有实现
public class Consumer
{public Consumer(IEnumerable<IMyService> services){foreach (var service in services){service.DoSomething();}}
}

4.2 使用工厂模式动态创建服务

builder.Services.AddTransient<IMyService>(provider => 
{var config = provider.GetRequiredService<IConfiguration>();return new MyService(config.GetValue<string>("Mode"));
});

4.3 生命周期管理注意事项

避免Singleton依赖Scoped服务：可能导致Captive Dependency问题。
IDisposable处理：容器会自动释放实现了 IDisposable 的服务。

5. 常见问题解决

错误：未注册服务

System.InvalidOperationException: No service for type 'IMyService' has been registered.

解决：检查服务是否在 IServiceCollection 中正确注册。
循环依赖
重构代码以避免构造函数循环引用，或用 Lazy<T> 延迟初始化。

6. 总结表格

操作	代码示例	说明
注册Transient服务	`services.AddTransient<IMyService, MyService>();`	每次请求新实例
注册Scoped服务	`services.AddScoped<IMyService, MyService>();`	同一作用域内共享实例
注册Singleton服务	`services.AddSingleton<IMyService, MyService>();`	全局单例
构造函数注入	`public MyClass(IMyService service)`	自动解析依赖
手动解析服务	`var service = provider.GetRequiredService<IMyService>();`	从容器获取实例