Dependency injection in .NET Core的最佳实践

我们知道依赖注入（DI）是一种实现对象及其协作者或依赖关系之间松散耦合的技术。 ASP.NET Core包含一个简单的内建容器来支持构造器注入。

我们试图将DI的最佳实践带到.NET Core应用程序中，这表现在以下方面：

构造器注入
注册组件
DI in testing

构造器注入

我们可以通过方法注入、属性注入、构造器注入的方式来注入具体的实例，一般来说构造器注入的方式被认为是最好的方式，所以在应用程序中将使用构造器注入，请避免使用别的注入方式。一个构造器注入的例子如：

public class CharacterRepository : ICharacterRepository
{
    private readonly ApplicationDbContext _dbContext;
    public CharacterRepository(ApplicationDbContext dbContext)
    {
        _dbContext = dbContext;
    }
}

注册组件到容器

在使用DI之前，需要告诉容器组件之间的对应关系，例如：

container.Register<IAService, AService>();

所以当你使用构造器注入的时候，你告诉构造函数需要注入IAService类型的实例，容器会根据你之前注册的对应关系创建AService的实例。

看起来一切都很简单，但在实际应用过程中并没有这么简单，试想在一个项目中，组件有成千上万个，这成千上万个组件之间的对应关系怎么样维护？

一个稍微改进点的策略根据这些组件的职责分类，把某一类组件的对应关系抽取成方法：

private void RegisterApplicationServices(Container container)
{
    container.Register<IAApplicationService, AApplicationService>();
    container.Register<IBApplicationService, BApplicationService>();
    //...
}
private void RegisterDomainServices(Container container)
{
    container.Register<IADomainService, ADomainService>();
    container.Register<IBDomainService, BDomainService>();
    //...
}
private void RegisterOtherServices(Container container)
{
    container.Register<IDataTimeSource, DataTimeSource>();
    container.Register<IUserFetcher, UserFetcher>();
    //...
}

这两个分类有什么特点呢？第一个方法试图把所有的ApplicationService的组件对应关系汇总在一起，第二个方法试图把所有的DomainService的组件对应关系汇总在一起，比起之前已经有了很大的进步。不过随着组件的增加，你需要不断修改这几个方法。

基于公共接口来注册组件

第一个方法已经找到了同一类的组件，既然这些组件的性质是一样的，就可以用同样的接口来表示，定义一个空接口用来表示ApplicationService:

public interface IApplicationService {}
public interface IAApplicationService : IApplicationService { //.. }
public interface IBApplicationService : IApplicationService { //.. }

一旦这些组件有了公共特点，尝试创建下面的扩展：

container.Register(Classes.FromAssembly().BaseOn<IApplicationService>()
.WithDefaultInterface());

这句代码的意思是显而易见的，扫描某个程序集，找到所有实现了IApplicationService的类进而把组件的对照关系注册到了容器中。

当组件拥有多个接口

类是可以拥有多个接口的，在实际开发中，这样的设计也是很常见的：

public interface IOptions { //... }
public interface IAlipayOptions : IOptions { //... }
public class AlipayOptions: IAlipayOptions { //... }

利用上面介绍的扩展注册所有Options:

container.Register(Classes.FromAssembly().BaseOn<IOptions>()
.WithDefaultInterface());

尝试通过下面的构造器注入：

public AlipayPayment(IAlipayOptions alipayOptions) { //... }

工作的很好，没有问题。但是当我们试图从容器里拿到所有的IOptions类型：

container.ResolveAll<IOptions>();

你得不到任何IOptions类型的实例，原因在于向容器注册对应关系的过程是一对一的，我们之前的扩展.WithDefaultInterface()只注册了AlipayOptions和IAlipayOptions的关系，如果想通过上面的方式拿到所有继承了IOptions的实例，则需要使用另一个扩展：

container.Register(Classes.FromAssembly().BaseOn<IOptions>()
.WithAllInterfaces());

把注册文件放在正确的位置

我们通过分层的方式隔离了不同职责的程序集，最终Web/API项目将会引用这些低层的程序集。要想把 Web/API启动起来，需要把所有程序集定义的组件注册在Web/API项目的容器中。我们把Web/API这种能够启动的程序集叫做客户端。

所以一个典型的客户端需要通过下面代码来注册DI容器：

container.Register(Classes.FromAssembly().BaseOn<IApplicationService>()
.WithDefaultInterface());
container.Register(Classes.FromAssembly().BaseOn<IDomainService>()
.WithDefaultInterface());
//...
// 还有其他无法用公共接口表示的组件，这些组件可能来自于低层服务
container.Register<IDateTimeSource, DateTimeSource>();
container.Register<IUserFetcher, UserFetcher>();
//...

这段代码描述了一个现象，Web/API客户端对低层的组件对应关系一清二楚，违反了Tell, Don't Ask Priciple. 正确的做法是：

Web/API客户端告诉低层组件，帮我安装你所在的程序集中所有的组件对应关系。

// 安装所有
services.Install(FromAssembly.Contains<IApplicationService>());
services.Install(FromAssembly.Contains<IDomainService>());
services.Install(FromAssembly.Contains<IOtherService>());

具体的组件对应关系应该定义在相应的程序集中。

这一节的思想都来源于Windsor Castle。

DI in testing

人们在不断讨论单元测试的各种风格和差异，类似于通过Mock来管理依赖的单元测试被认为是一种反模式。见：To Kill a Mockingtest, 而DI的另一个功能在于便于写出有价值和有效的单元测试。

当你选择测试一个组件时，实际上要花很多的时间来准备依赖数据，这是显而易见的，因为组件并不是独立存在的。试想如果你能从容器中拿到这个组件，容器就会将所有的依赖关系创建好。

但是问题来了，比如说你的被测试组件依赖了一个能够给第三方发送请求的组件，这显然并不是你所期望的，你只需要注册一个假的事先准备好的组件即可。

对ApplicationServiceTests的组件注册如下：

container.Install(FromAssembly.Contains<FakedComponentsInstaller>());
//..Register other components that ApplicationService depend on

一个对SearchService的测试如下：

[Fact]
public async void WhenInputDataIsValidShouldGetSearchResult()
{
    //Arrage
    var searchService = _container.Resolve<ISearchService>();
    var searchModel = SearchModelBuilder.Default().Build();
    //Act
    var result = await searchService.Search(searchModel);
    //Assert
    result.Count.Should().BeGreaterThan(0);
}