前言:博客园上已经有很多IOC的博客.而且很多写的很好,达到开源的水平,但是对于很多新人来说,只了解ioc的概念,以及怎么去使用ioc.然后想更进一步去看源码,但是大部分源码都比较困难,当不知道一个框架整体时候,从每一个片段去推理,其实很耗费时间,所以这篇博客,从autofac及.netcore自带的ioc的源码中抽象出最核心代码,先了解整个ioc的实现方式,其他的所有好的ioc,只是在这个框架上面进行缝缝补补.
友情提示下,这个ioc虽然能够使用,但是只是为了做例子,所以只保留最核心代码,要使用还是使用autofac或成熟的ioc框架.
一:老生常谈
问:什么是ioc?
答:依赖注入,是一种思想,由于过分模糊,所以提出DI的观点:被注入对象依赖IOC容器配置依赖对象
问:有什么用?
答:解决高耦合问题,以前没有ioc的时候,每次都执行的是new操作,这没什么不好,但是假设,本来使用sqlserver,通过IConnection conn = new Sqlserver();方式初始化所有的连接操作,但是现在老板要求改成mysql当做数据库,如果按照new的方式,得一个个去改,全局搜索,全局替换,其实也是可以的,无非是人累点,还需要一遍遍去检查,看哪里漏了,这时候就怀念Ioc的好处了,只需在容器内改变一处,便全局改变.当然,这里并不是少写了几行new代码,代码还是一样的多,只不过new的操作让容器去处理了.拟人化的方式就是,new的方式就相当于以前没群的时候,你本来是密令是10, 你一个个去通知你所想要通知的人即new,但是现在呢,密令被敌人偷听去了,你需要更改,这次改成20,你就得一个个通知,但是现在你每次联系别人都是通过手机去联系,你不需要管手机是怎么发送给对方的,只需要知道你给手机一个通知,其他人都可以立马收到,那么手机在这里扮演的就是容器的概念,一次更改,全部获悉
二:理论结束,开始思考准备ioc之前需要准备的东西
1.首先建立一个收集器,收集可能需要new的对象,那么会有几种生命周期去new一个对象?
常用的就是单例模式(singleton), 每次直接new对象,即用即抛(Transient),还有当前请求的主线程中只会创建一个对象(Scope,注意,单例是所有请求都会公用一个对象),所以,先定义接口,如下,命名即功能
public interface IServiceCollection
{
IServiceCollection AddTransient<T1, T2>() where T2 : T1;
IServiceCollection AddTransient<T1>(T1 t2);
IServiceCollection AddSingleton<T1, T2>() where T2 : T1;
IServiceCollection AddSingleton<T1>(T1 t2);
IServiceCollection AddScoped<T1, T2>() where T2 : T1;
IServiceCollection AddScoped<T1>(T1 t2);
IServiceProvider BuildServiceProvider();
}2.其次,建立一个对象提供器,获取容器内的可以获取的对象
越简单越好,直接通过类型获取对应的对象,同样,接口定义如下:
public interface IServiceProvider
{
T GetRequiredService<T>();
Object GetRequiredService(Type type);
}3.Collection对收集的对象进行保存,并且需要对每个对象进行区分是Singleton,scoped,还是transient的
注意:我觉得在设计一个好的代码时候,得弄清楚当前类型具体的作用,然后如果作用不一样,那么得重新创建一个类型,当然如果后期发现没必要,可以合并,但是前期还是得分清楚点,就如sql中的范式及反范式.
3.1:首先定义枚举,区分当前的类型需要new的类型,与上文中的一致
public enum ServiceLifetime
{
Singleton = 0,
Transient = 1,
Scoped = 2
}3.2:其次需要保存注入进去的类型及周期,因为不去考虑架构,只考虑那ioc的意思,就尽量简化代码
三:直接开始撸代码
1.通过Type创建对象,先默认只创建当前无参构造器,代码很简单
public Object GetCache(IDictionary<Type, IServiceCache> typePairs) { if (_obj == null) { _obj = Activator.CreateInstance(_type); } switch (_typeEnum) { case ServiceLifetime.Transient: return Activator.CreateInstance(_type); case ServiceLifetime.Singleton: return _obj; case ServiceLifetime.Scoped: throw new Exception("目前不支持scoped"); default: throw new Exception("请传递正确生命周期"); } }
DeepClone的写法就是通过序列化的方式实现的,JsonConvert
public static Object DeepClone(this Object obj, Type type) { return JsonConvert.DeserializeObject(JsonConvert.SerializeObject(obj), type); }
2.collection保存对应的对象,继承IServiceCollection接口
public class ServiceCollection : IServiceCollection { private ConcurrentDictionary<Type, IServiceCache> _typePairs; public ServiceCollection() { _typePairs = new ConcurrentDictionary<Type, IServiceCache>(); } public IServiceCollection AddScoped<T1, T2>() where T2 : T1{} public IServiceCollection AddScoped<T1>(T1 t2){} public IServiceCollection AddSingleton<T1, T2>() where T2 : T1{} public IServiceCollection AddTransient<T1, T2>() where T2 : T1{} public IServiceCollection AddSingleton<T>(T t2){} public IServiceProvider BuildServiceProvider(){} }
实现Singleton及Transient,此处Scoped有些额外的语法糖,等后期会猜想实现
public IServiceCollection AddSingleton<T1, T2>() where T2 : T1 { Type t1 = typeof(T1); Type t2 = typeof(T2); ServiceTypeCache service = new ServiceTypeCache(t2, ServiceLifetime.Singleton); if (!_typePairs.TryAdd(t1, service)) { throw new Exception("在注入对象时,有相同对象存在"); } return this; } public IServiceCollection AddTransient<T1, T2>() where T2 : T1 { Type t1 = typeof(T1); Type t2 = typeof(T2); ServiceTypeCache service = new ServiceTypeCache(t2, ServiceLifetime.Transient); if (!_typePairs.TryAdd(t1, service)) { throw new Exception("在注入对象时,有相同对象存在"); } return this; }
3:实现IServiceProvider接口,就是从Cache中获取对应的对象
public class ServiceProvider : IServiceProvider
{
private IDictionary<Type, IServiceCache> _cache;
public ServiceProvider(IDictionary<Type, IServiceCache> valuePairs)
{
_cache = valuePairs;
}
public T GetRequiredService<T>()
{
Type t = typeof(T);
return (T)GetRequiredService(t);
}
public object GetRequiredService(Type type)
{
IServiceCache service = null;
if (!_cache.TryGetValue(type, out service))
{
throw new Exception("获取参数对象没有注入");
}
return service.GetCache();
}
}4:将Collection转变为ServiceProvider
public IServiceProvider BuildServiceProvider() { return new ServiceProvider(_typePairs); }
5:OK,现在来试试这种简单注入
public interface ITestTransient { void Write(); } public class TestATransient : ITestTransient { public void Write() { Console.WriteLine("----------------A----------------"); } } public class TestBTransient : ITestTransient { public void Write() { Console.WriteLine("----------------B----------------"); } }
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
InitA();
InitB();
Console.Read();
}
public static void InitA()
{
IServiceCollection collection = new ServiceCollection();
collection.AddTransient<ITestTransient, TestATransient>();
IServiceProvider provider = collection.BuildServiceProvider();
provider.GetRequiredService<ITestTransient>().Write();
}
public static void InitB()
{
IServiceCollection collection = new ServiceCollection();
collection.AddTransient<ITestTransient, TestBTransient>();
IServiceProvider provider = collection.BuildServiceProvider();
provider.GetRequiredService<ITestTransient>().Write();
}
}
测试OK,只要在后面的代码中使用同一个provider,那么从IOC容器中获取的实例都是相同,改一处便全部都能修改
6.延伸,现在通过构造器注入其他代码,比如
class A{} class B { public B(A a) { } }
猜想下,遇到这种构造器注入时候,怎么去处理,其实和创建Type对象一直,通过CreateInstance(Type, Object[] param);去创建,param是每个需要注入的类型对象
OK,那我们来改下代码,将获取Object对象的方法添加参数,因为构造器里面注入的参数都是从IOC里面获取
public interface IServiceCache
{
Object GetCache(IDictionary<Type, IServiceCache> typePairs);
}获取当前Type类型的构造器,默认获取参数最多的,参数一样多的,获取最后一个,注:这里可以添加一个特性,标明优先构造这个构造器,自己添加就好,写法尽量简单
private List<Type> GetConstructor()
{
ConstructorInfo[] a = _type.GetConstructors();
ConstructorInfo b = null;
Int32 length = 0;
foreach (ConstructorInfo info in a)
{
if (info.GetParameters().Length >= length)
{
b = info;
}
}
ParameterInfo[] pa = b.GetParameters();
List<Type> list = new List<Type>();
foreach (var p in pa)
{
list.Add(p.ParameterType);
}
return list;
}构造器参数,就需要从typePairs里面获取,注意,这里的所有参数都必须从IOC容器中获取,当然这里会有一个问题就是相互引用,这时候就需要注意下
public Object GetCache(IDictionary<Type, IServiceCache> typePairs)
{
if (_obj == null)
{
//这里实际是构建一个表达式树,这样就不需要每次去通过反射创建对象了
List<Type> types = GetConstructor();
Object[] paramters = types.ConvertAll(item => typePairs[item].GetCache(typePairs)).ToArray();
_obj = Activator.CreateInstance(_type, paramters);
}
switch (_typeEnum){...}
}7.测试
public class ConstructorIOCTest { private readonly ITestTransient m_test; public ConstructorIOCTest(ITestTransient test) { m_test = test; } public void WriteTestTransient() { m_test.Write(); Console.WriteLine("--------------ConstructorIOCTest-----------"); } }
class Program { static void Main(string[] args) { InitA(); InitB(); Console.Read(); } public static void InitA() { IServiceCollection collection = new ServiceCollection(); collection.AddTransient<ITestTransient, TestATransient>(); collection.AddTransient<ConstructorIOCTest, ConstructorIOCTest>(); IServiceProvider provider = collection.BuildServiceProvider(); provider.GetRequiredService<ConstructorIOCTest>().WriteTestTransient(); } public static void InitB() { IServiceCollection collection = new ServiceCollection(); collection.AddTransient<ITestTransient, TestBTransient>(); collection.AddTransient<ConstructorIOCTest, ConstructorIOCTest>(); IServiceProvider provider = collection.BuildServiceProvider(); provider.GetRequiredService<ConstructorIOCTest>().WriteTestTransient(); } }
可以看出来,所有的IOC都是从构造器出发,这样就避免到处修改的尴尬了
总结:
1.这是一个简单的IOC代码,里面我尽量采用最简单的小白的方式去实现,没有使用设计模式(本身最多有个工厂模式),没有表达式树,没有锁(锁是非常重要的,后期我会花几个章节去介绍各种锁)
2.IOC其实就是一个概念,理解之后,在构造的时候添加几个特性,比如属性注入,方法注入,其实无非就是在ServiceTypeCache类中添加构造器,方法,属性筛选之类的语法糖而已
3.这里没有时间Scopd的生命周期,因为我并不是很确定.net core中这个的写法,对我来说有2种,一种是在GetService时候,HttpContext注入,一种是将ServiceProvider里面进行包装一层Guid,相同的Guid的Scopd相同
4.希望大家可以去看看源码,尤其是推荐微软开源的几个框架,代码之精华,越看越觉得代码之美,虽然里面很多代码就是在打补丁,坑死人
5.https://github.com/BestHYC/IOCSolution.git,源码,代码的话我就不加工了,因为没什么好加工的,毕竟IOC实在太成熟了