.NET Core 程序的各个部分是通过依赖注入功能被组装在一起的，可以说依赖注入是.NET Core的骨架，它支撑起了.NET Core程序的运行。
控制反转(Inversion Of Control，IOC)是设计模式中非常重要的思想，而依赖注入(Dependency Injection，DI)是控制反转思想的一种重要的实现方式。
依赖注入简化了模块的组装过程，减小了模块之间的耦合度，因此.NET Core中大量应用了依赖注入的开发模式。
1. 什么是控制反转、服务定位器和依赖注入
在传统的软件开发中，代码依赖的对象都是由调用者自己编写代码进行创建和组装的。
如以下代码所示，先从配置文件appsettings读取数据库连接字符串，然后创建程序到数据库的连接。
string connstr = "Server=DESKTOP-8DO7T4C\\SQLEXPRESS01;Database=demo1;uid=sa;pwd=123456;Encrypt=false;";
SqlConnection conn = new(connstr);
conn.StatisticsEnabled = true;这样做的确定是开发人员需要清楚每个类的作用，以及如何构建和组装它们，代码也对这些组件有强依赖性。
这增加了开发人员的负担，使开发人员无法专注于业务逻辑代码的开发。
同时，这些代码也与ConfigurationManager、SqlConnection等类强耦合。
如果需要把从配置文件appsettings读取改为从Web.Config读取或者改为连接MySQL数据库，就要对代码进行修改。
控制反转的目的就是把”创建和组装对象”操作的控制权从业务逻辑的代码中转移到框架中，这样业务代码中只要说明”我需要某个类型的对象”，框架就会帮助我们创建这个对象。
框架甚至可以用装饰者模式把原始的对象包装起来，透明地提供权限控制、缓存、日志等功能，从而实现面向切面编程。
如果我们要实现上面连接数据库代码使用控制反转思想的改造的话，有以下两种主要的改造方法。
第一种方式是服务定位器(Service Locator)。
假设框架中有一个类叫ServiceLocator，只要调用它的GetService方法就可以获取想要的对象，至于对象是如何创建的我们不用关心。
服务定位器如以下代码所示：
IDbConnection conn = ServiceLocator.Current.GetInstance<IDbConnection>();第二种方式是依赖注入。
假设框架中有一个自动为类的属性赋值的功能，只要在代码中通过属性声明说明我们需要什么类型的对象，框架就会创建这个对象。
依赖注入如以下代码所示：
class Demo
{
public IDbConnection Conn { get; set; }
public void InsertDB()
{
IDbCommand cmd = Conn.CreateCommand();
}
}上面的代码运行在某个框架中，这个框架创建Demo的对象之后，它会自动为Conn属性赋值一个合适的对象。
这种框架自动创建对象的动作就叫作”注入”(injection)。
无论是哪种方式，只要采用了控制反转的思想，我们在编写代码的时候就可以不用关心对象的创建过程。
当然，这一切仍然是需要通过代码来创建对象并且把对象注册到框架中的，这些注册功能可以由框架提供，也可以由开发人员自己进行注册。
我们把负责提供对象的注册和获取功能的框架叫作”容器”，注册到容器中的对象叫作”服务”。
从以上代码可以看出，依赖注入的方式更简单，只要容器给它们赋值即可，不需要像服务定位器那样需要我们通过代码去获取服务。
因此我们优先选择依赖注入的方式，只有在依赖注入不满足要求的情况下，才使用服务定位器。
综上所述，控制反转就是把”我创建对象”，变成”我要对象”。
实现控制反转的时候，我们可以采用依赖注入或者服务定位器两种方式。
程序启动的时候，需要把服务注册到容器中，由容器负责服务的管理。
2. .NET Core依赖注入的基本使用
.NET Core中内置了控制反转机制，它同时支持依赖注入和服务定位器两种方式。
由于依赖注入是推荐的方式，因此微软把内置的控制反转组件命名为DependencyInjection。
但是它包含了服务定位器的功能。
我门将尊重微软的习惯，把这个功能统一称为依赖注入。
依赖注入框架中注册的服务有一个重要的概念叫作”生命周期”，通俗地说就是”获取服务的时候是创建一个新对象还是用之前的对象”。
依赖注入框架中服务的生命周期有三种。
(1)瞬态(transient)：
每次被请求的时候都会创建一个新对象。
这种生命周期适合有状态的对象，可以避免多段代码用于同一个对象而造成状态混乱，其缺点是生成的对象比较多，会浪费内存。
(2)范围(scoped)：
在给定的范围内，多次请求共享同一个服务对象，服务每次被请求的时候都会返回同一个对象；
在不同的范围内，服务每次被请求的时候会返回不同的对象。
这个范围可以由框架定义，也可以由开发人员自定义。
在ASP.NET Core中，服务默认的范围是一次HTTP请求，也就是在同一次HTTP请求中，不同的注入会获得同一个对象；
在不同HTTP请求中，不同的注入会获得不同的对象。
这种方式适用于在同一个范围内共享同一个对象的情况。
(3)单例(singleton)：
全局共享同一个服务对象。
这种生命周期可以节省创建新对象的资源。
为了避免并非修改等问题，单例的服务对象最好是无状态对象。
本书作者的建议是：
如果一个类没有状态，建议把服务的生命周期设置为单例；
如果一个类有状态，并且是在框架环境中有范围控制，在这种情况下建议把服务的生命周期设置为范围。
因为通常在范围控制下，代码都是运行在同一线程中的，没有并发修改的问题；
在使用瞬态生命周期的时候要谨慎，尽量在子范围中使用它们，而不要在根范围中使用它们。
因为如果我们控制不好，容易造成程序中出现内存泄漏的问题。
依赖注入框架是根据服务的类型来获取服务的，因此在获取服务的时候必须指定获取什么类型的服务。
依赖注入框架中注册服务的时候可以分别指定服务类型和实现类型，这两者可能相同，也可能不同。
比如在注册服务的时候，可以设定服务类型和实现类型都是SqlConnection，这样在获取SqlConnection类型服务的时候，容器就会返回注册的SqlConnection类型的对象；
也可以在注册服务的时候，设定服务类型是IDbConnection，实现类型是SqlConnection，这样在获取IDbConnection类型服务的时候，容器就返回注册的SqlConnection类型的对象。
在面向对象编程中，推荐使用面向接口编程，这样我们的代码就依赖于服务接口，而不是依赖于实现类，可以实现代码解耦。
因此在使用依赖注入的时候，推荐服务类型用接口类型。
为了方便演示，我们先准备一个测试用的服务的接口ITestService和实现类TestServiceImpl，如以下代码所示：
public interface ITestService
{
public string Name { get; set; }
public void SayHi();
}
public class TestServiceImpl : ITestService
{
public string Name { get ; set ; }
public void SayHi()
{
Console.WriteLine($"Hi,i'm {Name}");
}
}因为在获取服务之前，需要先注册服务，所以我们先要创建用于注册服务的容器。
容器的接口是IServiceCollection，其默认实现类是ServiceCollection。
IServiceCollection接口中定义了AddTransient、AddSingleton和AddScoped这三组扩展方法，分别用来注册瞬态、单例和范围服务。
注册完成后，我们调用IServiceCollection的BuildServiceProvider方法创建ServiceProvider对象，这个ServiceProvider对象就是一个服务定位器。
由于ServiceProvider对象实现了IDisposable接口，因此需要使用using对其进行资源的释放。
在我们需要获取服务的时候，可以调用ServiceProvider类的GetRequiredService方法。
服务的注册及获取过程如以下代码所示：
static void Main(string[] args)
{
ServiceCollection services = new();
services.AddTransient<TestServiceImpl>();
using(ServiceProvider sp = services.BuildServiceProvider())
{
TestServiceImpl testServiceImpl = sp.GetRequiredService<TestServiceImpl>();
testServiceImpl.Name = "Bob";
testServiceImpl.SayHi();
}
}上面第六行代码中，我们把TestServiceImpl注册为瞬态服务，然后在第十行代码中通过GetRequiredService方法来获取TestServiceImpl对象，很显然，这种用法属于服务定位器方式。
只有涉及服务之间的依赖的时候才会体现出依赖注入的优点。
3. 依赖注入的魅力所在
假设一个场景：我们要开发一个传统的分层项目结构，UI访问业务逻辑类，业务逻辑类访问数据访问类，然后数据访问类访问ADO.NET来操作数据库。
我们需要实现一个简单检查用户名、密码是否匹配的功能。
因此，在SQL Server数据库中建一个名为T_Users的表，这张表中有Id(主键)、UserName(用户名)、Password(密码)三列。
首先，基于面向接口编程的原则，先定义业务逻辑接口和数据访问接口，如下代码所示：
record Users(long Id,string UserName,string Password);
interface IUserDAO
{
public User GetByUserName(string userName);
}
interface IUserBiz
{
public bool CheckLogin(string userName,string password);
}接下来，编写IUserDAO的实现类UserDAO，如下代码所示：
public class UserDAO : IUserDAO
{
private readonly IDbConnection conn;
public UserDAO(IDbConnection conn)
{
this.conn = conn;
}
public User GetByUserName(string userName)
{
using var dt = SqlHelper.ExecuteQuery(conn, $"select * from T_Users where UserName = {userName}");
if (dt.Rows.Count <= 0) return null;
DataRow row = dt.Rows[0];
long id = (long)row["id"];
string uname = (string)row["UserName"];
string password = (string)row["Password"];
return new User() { Id = id, Name = uname};
}
}UserDAO类通过构造方法要求依赖注入容器为其注入一个IDbConnection对象。
接下来，编写IUserBiz的实现类UserBiz，如下代码所示：
class UserBiz
{
private readonly IUserDAO userDao;
public UserBiz(IUserDAO userDao )
{
this.userDao = userDao;
}
public bool CheckLogin(string username,string password)
{
var user = userDao.GetByUserName(username);
if (user == null) return false;
else return user.password == password;
}
}UserBiz类通过构造方法要求注入IUserDAO服务，注意这里要求注入的是IUserDAO接口，而不是UserDAO类，因为我们要面向接口编程，而不是面向实现编程。
由于这里是基于接口编程的，因此其实我们可以在注册服务的时候使用IUserDAO接口的其他实现类；
比如我们要把数据库从SQL Server改成MySQL，只要把注册服务代码中的SqlConnection改成MySQLConnection即可，而UserDAO中的代码不受影响；
又如UserBiz和UserDAO要由不同的开发人员开发，那么只要约定好IUserDAO接口就可以了。
UserDAO的开发人员可以独立开发而UserBiz的开发人员可以先暂时开发一个实现了IUserDAO接口的Mock类。
然后使用这个Mock类作为IUserDAO的实现类进行开发测试，等UserDAO类被开发好之后再切换使用UserDAO类进行测试。
最后，通过编写容器的代码把服务组装起来：
static void Main(string[] args)
{
ServiceCollection services = new();
services.AddTransient<TestServiceImpl>();
using(ServiceProvider sp = services.BuildServiceProvider())
{
TestServiceImpl testServiceImpl = sp.GetRequiredService<TestServiceImpl>();
testServiceImpl.Name = "Bob";
testServiceImpl.SayHi();
}
services.AddScoped<IUserDAO,UserDAO>();
services.AddScoped<IUserBiz, UserBiz>();
}还可以通过在构造方法中声明多个服务类型来注入多个服务；
如果有一个服务有多个实现对象，可以把参数声明为IEnumerable<T>类型，那么这个服务的多个实现对象都会被注入。