IOC --- 控制反转

引言

IOC，全称为 Inversion of Control（控制反转），是一种重要的编程思想，它可以帮助我们更好地管理程序中的依赖关系。在IOC的基础上，依赖注入（Dependency Injection，DI）是一种实现IOC的技术手段，它可以提高代码可测试性，可维护性，可拓展性。

什么是IOC？

在传统的程序设计中，我们通常会使用直接依赖的方式来实现功能，这意味着我们需要自己创建并管理对象之间的依赖关系。这种方式有一个很明显的缺点，就是代码之间的耦合度非常高，一旦某个类发生了改变，所有依赖于它的类都需要修改。

而IOC则是一种反转控制的方式，它将对象的创建、依赖管理等控制权从程序员手中转移到了容器中，容器会根据配置信息来自动创建对象、管理依赖关系。这样做的好处在于，我们只需要关注自己的业务逻辑，而不需要关心对象的创建、销毁等底层细节

什么是依赖注入？

依赖注入是实现IOC的一种方式，它是指将对象所需要的依赖关系通过构造函数、属性、方法等方式传递给对象。通常情况下，我们会使用构造函数注入、Setter方法注入、接口注入等方式来实现依赖注入。

以构造函数注入为例，我们可以将对象所需要的依赖关系通过构造函数的参数传递进来，这样做的好处在于，我们可以在对象创建的时候就确定它所依赖的对象，从而避免了后续修改依赖关系的麻烦。

直接依赖可能存在的问题

1. 高度耦合

在应用程序中使用紧密耦合的代码会导致代码难以维护和扩展。当一个组件的代码更改时，需要更改其他依赖于该组件的组件的代码。这种高度耦合的代码可能难以单元测试，因为测试需要创建所有依赖项的实例，这可能会使测试变得复杂

2. 硬编码依赖项

如果应用程序使用硬编码依赖项，即在代码中直接实例化依赖项，那么应用程序的可测试性将受到影响。这是因为在测试时，不可能轻松地用模拟对象或者桩来替换硬编码的依赖项，这样可能会使测试变得非常困难

3. 依赖项管理困难

如果没有使用IOC容器，那么将需要手动管理依赖项的生命周期，包括创建、初始化和销毁。这可能会使代码更加复杂，容易出错，也会导致代码可维护性的下降。

4. 缺乏灵活性

没有使用IOC，可能会导致应用程序的灵活性下降。因为依赖项在代码中硬编码，所以更改依赖项需要更改代码。而使用IOC，只需要更改配置即可更改依赖项，从而提高了应用程序的灵活性

5. 代码重复

如果没有使用IOC，那么可能会在应用程序中出现大量的重复代码。因为每个组件都需要手动实例化它们的依赖项，这可能导致重复的代码。而使用IOC，可以将依赖项的创建和管理交给IOC容器，从而避免代码重复

依赖注入的实现方式

依赖注入的实现方式有很多种，常见的有构造函数注入、Setter方法注入、接口注入等。

1. 构造函数注入

构造函数注入是最常见的依赖注入方式，它可以将对象所需要的依赖关系通过构造函数的参数传递进来。这种方式的好处在于，可以在对象创建的时候就确定它所依赖的对象，从而避免了后续修改依赖关系的麻烦。

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public class MyService
{
    private readonly ILogger _logger;
    private readonly IEmailService _emailService;

    public MyService(ILogger logger, IEmailService emailService)
    {
        _logger = logger;
        _emailService = emailService;
    }

    public void DoSomething()
    {
        // 业务逻辑代码
        // ...
        _logger.Log("DoSomething has been executed");
        _emailService.SendEmail("someone@example.com", "DoSomething has been executed");
    }
}

2. Setter方法注入

Setter方法注入是另一种常见的依赖注入方式，它可以将对象所需要的依赖关系通过Setter方法进行注入。这种方式的好处在于，可以将对象的依赖关系动态地进行修改，从而更加灵活地管理依赖关系。

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public class MyService
{
    private ILogger _logger;
    private IEmailService _emailService;

    public void SetLogger(ILogger logger)
    {
        _logger = logger;
    }

    public void SetEmailService(IEmailService emailService)
    {
        _emailService = emailService;
    }

    public void DoSomething()
    {
        // 业务逻辑代码
        // ...
        _logger.Log("DoSomething has been executed");
        _emailService.SendEmail("someone@example.com", "DoSomething has been executed");
    }
}

3. 接口注入

接口注入是一种比较高级的依赖注入方式，它可以将对象所需要的依赖关系通过接口进行注入。这种方式的好处在于，可以通过接口来进行依赖管理，从而更加灵活地实现对象之间的交互。

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public interface ILogger
{
    void Log(string message);
}

public interface IEmailService
{
    void SendEmail(string toAddress, string message);
}

public class MyService : IServiceDependency
{
    private readonly ILogger _logger;
    private readonly IEmailService _emailService;

    public MyService(IServiceProvider serviceProvider)
    {
        _logger = serviceProvider.GetService<ILogger>();
        _emailService = serviceProvider.GetService<IEmailService>();
    }

    public void DoSomething()
    {
        // 业务逻辑代码
        // ...
        _logger.Log("DoSomething has been executed");
        _emailService.SendEmail("someone@example.com", "DoSomething has been executed");
    }
}

public interface IServiceDependency
{
}

public static class ServiceCollectionExtensions
{
    public static IServiceCollection AddMyServices(this IServiceCollection services)
    {
        services.AddSingleton<ILogger, ConsoleLogger>();
        services.AddSingleton<IEmailService, SmtpEmailService>();
        services.AddSingleton<IServiceDependency>(serviceProvider => new MyService(serviceProvider));
        return services;
    }
}

public class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var services = new ServiceCollection();
        services.AddMyServices();

        using (var serviceProvider = services.BuildServiceProvider())
        {
            var myService = serviceProvider.GetService<IServiceDependency>();
            myService.DoSomething();
        }
    }
}

总结

依赖注入是一种实现IOC的技术手段，它可以帮助我们更好地管理程序中的依赖关系，降低代码耦合度，提高代码复用性和可测试性。当我们掌握了依赖注入的技术，就可以更加轻松地编写高质量、可维护的代码。