揭秘 .Net Core 中的 IServiceProvider

在本文中，我们将全面了解IServiceProvider。

.NET Core中的IServiceProvider接口是依赖注入（DI）系统的核心部分。它定义了一种检索服务对象的机制，这些服务对象是由依赖注入容器管理的类型的实例。理解IServiceProvider的工作原理以及如何有效地使用它，对于构建模块化且易于维护的应用程序至关重要。

关键概念

服务提供程序：IServiceProvider接口提供了一种从依赖注入容器中获取服务实例的方式。它有一个名为GetService的方法，该方法用于检索指定类型的服务对象。
服务生命周期：服务的生命周期决定了服务实例可被重复使用的时长。常见的生命周期如下：
- 瞬态（Transient）：每次请求服务时都会提供一个新的实例。
- 作用域（Scoped）：在一个作用域内提供单个实例。在Web应用程序中，一个作用域通常对应单个HTTP请求。
- 单例（Singleton）：在应用程序的整个生命周期内只提供一个实例。
服务注册：服务是在Startup类的ConfigureServices方法中向依赖注入容器进行注册的。注册时需指定服务类型、实现类型以及服务生命周期。

基本用法

服务注册：在Startup类中，你可以在ConfigureServices方法里注册服务，如下所示：

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddTransient<IMyTransientService, MyTransientService>();
        services.AddScoped<IMyScopedService, MyScopedService>();
        services.AddSingleton<IMySingletonService, MySingletonService>();
    }

    public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
    {
        // 配置逻辑...
    }
}

服务使用：服务可以通过构造函数注入的方式注入到各类类中，比如控制器，示例如下：

public class MyController : Controller
{
    private readonly IMyTransientService _transientService;
    private readonly IMyScopedService _scopedService;
    private readonly IMySingletonService _singletonService;

    public MyController(IMyTransientService transientService, IMyScopedService scopedService, IMySingletonService singletonService)
    {
        _transientService = transientService;
        _scopedService = scopedService;
        _singletonService = singletonService;
    }

    public IActionResult Index()
    {
        // 使用服务...
        return View();
    }
}

高级用法

直接使用IServiceProvider：虽然构造函数注入是首选的方式，但在某些情况下，你可能需要手动解析服务。可以通过注入IServiceProvider来实现，示例如下：

public class MyService
{
    private readonly IServiceProvider _serviceProvider;

    public MyService(IServiceProvider serviceProvider)
    {
        _serviceProvider = serviceProvider;
    }

    public void DoSomething()
    {
        var transientService = _serviceProvider.GetService<IMyTransientService>();
        transientService.PerformTask();
    }
}

创建作用域：在某些情况下，你可能需要手动创建一个作用域。这在后台服务或其他非Web环境中很常见，示例如下：

public class MyBackgroundService : BackgroundService
{
    private readonly IServiceProvider _serviceProvider;

    public MyBackgroundService(IServiceProvider serviceProvider)
    {
        _serviceProvider = serviceProvider;
    }

    protected override async Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken)
    {
        using (var scope = _serviceProvider.CreateScope())
        {
            var scopedService = scope.ServiceProvider.GetService<IMyScopedService>();
            await scopedService.DoWork(stoppingToken);
        }
    }
}

使用IServiceScopeFactory：当当前上下文没有提供作用域时，IServiceScopeFactory可用于手动创建作用域，示例如下：

public class MyService
{
    private readonly IServiceScopeFactory _scopeFactory;

    public MyService(IServiceScopeFactory scopeFactory)
    {
        _scopeFactory = scopeFactory;
    }

    public void DoSomething()
    {
        using (var scope = _scopeFactory.CreateScope())
        {
            var scopedService = scope.ServiceProvider.GetService<IMyScopedService>();
            scopedService.PerformTask();
        }
    }
}

有条件地注册服务：有时，你可能需要根据特定条件来注册服务，示例如下：

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        if (someCondition)
        {
            services.AddScoped<IMyService, MyServiceImplementation1>();
        }
        else
        {
            services.AddScoped<IMyService, MyServiceImplementation2>();
        }
    }
}

理解服务生命周期

瞬态（Transient）：每次请求服务时都会创建一个新的实例。适用于轻量级、无状态的服务。示例：

services.AddTransient<IMyService, MyService>();

作用域（Scoped）：每个请求或作用域内会创建一个新的实例。适用于在单个请求范围内维护状态，但超出该范围则无需维护状态的服务。示例：

services.AddScoped<IMyService, MyService>();

单例（Singleton）：创建一个单一实例，并在应用程序的整个生命周期内共享该实例。适用于在全局范围内维护状态或者创建成本较高的服务。示例：

services.AddSingleton<IMyService, MyService>();

最佳实践

优先使用构造函数注入：这有助于实现不可变特性，并确保在类实例化时依赖项可用。
避免服务定位器模式：虽然IServiceProvider允许手动解析服务，但过度使用它可能会导致一种称为“服务定位器”的反模式，这种模式会隐藏依赖关系，使代码更难维护。
恰当地使用作用域：确保在作用域内解析作用域服务。避免直接从单例服务中解析作用域服务。
避免依赖项捕获问题：当生命周期较短的服务（例如瞬态或作用域服务）被注入到生命周期较长的服务（例如单例服务）中时，就会出现依赖项捕获问题。这可能会导致意外行为和资源泄漏。

通过理解并遵循这些概念和实践，你可以在.NET Core应用程序中使用IServiceProvider有效地管理依赖关系和服务生命周期。