分享一个 .NET Core Console 项目使用依赖注入的详细例子

前言

依赖注入（Dependency Injection，简称DI）是一种软件设计模式，主要用于管理和组织一个软件系统中不同模块之间的依赖关系。

在依赖注入中，依赖项（也称为组件或服务）不是在代码内部创建或查找的，而是由外部系统提供给组件。

具体来说，当某个角色（如一个 C# 实例，调用者）需要另一个角色（如另一个 C# 实例，被调用者）的协助时，在传统的程序设计过程中，通常由调用者来创建被调用者的实例。

但在依赖注入中，创建被调用者的工作不再由调用者来完成，而是由外部容器来完成，并注入给调用者。

依赖注入可以提高代码的可维护性、可测试性、可替换性和可扩展性，降低组件之间的耦合度，使得代码更加清晰和灵活，以前我们写过在 Asp.NET Core Web API 项目中如何通过内置的依赖注入容器使用依赖注入的文章《一个简单的 ASP.NET Core 依赖注入例子，提高代码的可维护性和可扩展性》，今天继续分享一个在 .NET Core Console 项目使用依赖注入的详细例子，大家可以比较两者之间的不同。

Step By Step 步骤

创建一个 .NET Core Console 项目
从 Nuget 安装以下包

Microsoft.Extensions.DependencyInjection
System.Data.SqlClient

创建 User 实体类：

record User(long Id, string UserName, string Password);

创建接口 IUserBiz 和 IUserDAO 及其实现类（留意注释）

interface IUserBiz
{
    /// <summary>
    /// 检查用户名、密码是否匹配
    /// </summary>
    /// <param name="userName"></param>
    /// <param name="password"></param>
    /// <returns></returns>
    public bool CheckLogin(string userName, string password);
}

interface IUserDAO
{
    /// <summary>
    /// 查询用户名为userName的用户信息
    /// </summary>
    /// <param name="userName"></param>
    /// <returns></returns>
    public User? GetByUserName(string userName);
}

class UserBiz : IUserBiz
{
    private readonly IUserDAO userDAO;

	// 通过构造方法要求注入 IUserDAO 服务
    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;
        }
    }
}

class UserDAO : IUserDAO
{
    private readonly IDbConnection conn;

	// 通过构造方法要求依赖注入容器为其注入一个 IDbConnection 对象
    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];
        int id = (int)row["Id"];
        string uname = (string)row["UserName"];
        string password = (string)row["Password"];
        return new User(id, uname, password);
    }
}

创建数据库操作帮助类 SqlHelper

using System.Data;

static class SqlHelper
{
	// 执行查询语句并返回 DataTable
    public static DataTable ExecuteQuery(this IDbConnection conn, FormattableString formattable)
    {
        using IDbCommand cmd = CreateCommand(conn, formattable);
        DataTable dt = new DataTable();
        using var reader = cmd.ExecuteReader();
        dt.Load(reader);
        return dt;
    }

	// 执行查询语句并返回一个值
    public static object? ExecuteScalar(this IDbConnection conn, FormattableString formattable)
    {
        using IDbCommand cmd = CreateCommand(conn, formattable);
        return cmd.ExecuteScalar();
    }

	// 执行 DML 语句
    public static int ExecuteNonQuery(this IDbConnection conn, FormattableString formattable)
    {
        using IDbCommand cmd = CreateCommand(conn, formattable);
        int result = cmd.ExecuteNonQuery();
        return result;
    }

	// 创建 Command
    private static IDbCommand CreateCommand(IDbConnection conn, FormattableString formattable)
    {
        var cmd = conn.CreateCommand();
        string sql = formattable.Format;
        for (int i = 0; i < formattable.ArgumentCount; i++)
        {
            sql = sql.Replace("{" + i + "}", "@p" + i);
            var parameter = cmd.CreateParameter();
            parameter.ParameterName = "@p" + i;
            parameter.Value = formattable.GetArgument(i);
            cmd.Parameters.Add(parameter);
        }
        cmd.CommandText = sql;
        return cmd;
    }
}

打开 Program.cs，引入依赖注入命名空间
```
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
```

创建依赖注入容器

// 2. 创建用于注册服务的容器
ServiceCollection services = new ServiceCollection();
``

注入服务（留意注释）

// 3.1 注入 IDbConnection 服务（范围）
services.AddScoped<IDbConnection>(sp => {
	string connStr = "Server=(localdb)\\mssqllocaldb;Database=TestDB;Trusted_Connection=True;MultipleActiveResultSets=true";
	var conn = new SqlConnection(connStr);
	conn.Open();
	return conn;
});

// 3.2 注入 IUserDAO 和 IUserBiz 服务（范围）
// ----把UserDAO注册为IUserDAO服务的实现类
// ----实现类的参数也会一起注入
services.AddScoped<IUserDAO, UserDAO>();
services.AddScoped<IUserBiz, UserBiz>();

使用（留意注释）

// 调用 IServiceCollection 的 BuildServiceProvider 方法创建一个 ServiceProvider 对象
using (ServiceProvider sp = services.BuildServiceProvider())
{
	// 调用 GetRequiredService 方法获取服务
	var userBiz = sp.GetRequiredService<IUserBiz>();
	bool b = userBiz.CheckLogin("jacky", "123456");
	Console.WriteLine(b);
}

结语

依赖注入的实现方式有多种，如构造注入、属性注入和接口注入等。

通过依赖注入，可以更容易地管理和维护系统的各个组件，轻松地将模拟依赖注入到单元测试中，更灵活地添加新功能或替换现有组件。

虽然依赖注入在软件开发中有很多优点，但在使用时也需要谨慎，以确保正确地管理和配置依赖关系，避免潜在的问题，比如违背单一职责原则等设计原则，导致代码结构混乱，维护成本增加等。

附录：完整的 Program.cs 代码（留意注释）

using DI魅力渐显_依赖注入;

// 1. 引用依赖注入命名空间
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using System.Data;
using System.Data.SqlClient;

// 2. 创建用于注册服务的容器
ServiceCollection services = new ServiceCollection();

// 3.1 注入 IDbConnection 服务（范围）
services.AddScoped<IDbConnection>(sp => {
    string connStr = "Server=(localdb)\\mssqllocaldb;Database=TestDB;Trusted_Connection=True;MultipleActiveResultSets=true";
    var conn = new SqlConnection(connStr);
    conn.Open();
    return conn;
});

// 3.2 注入 IUserDAO 和 IUserBiz 服务（范围）
// ----把UserDAO注册为 IUserDAO 服务的实现类
// ----实现类的参数也会一起注入
services.AddScoped<IUserDAO, UserDAO>();
services.AddScoped<IUserBiz, UserBiz>();

// 4. 使用
// 调用 IServiceCollection 的 BuildServiceProvider 方法创建一个 ServiceProvider 对象
using (ServiceProvider sp = services.BuildServiceProvider())
{
    // 调用 GetRequiredService 方法获取服务
    var userBiz = sp.GetRequiredService<IUserBiz>();
    bool b = userBiz.CheckLogin("jacky", "123456");
    Console.WriteLine(b);
}