深入理解WPF中的依赖注入和控制反转

2023-11-04 61

版权

本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献，版权归原作者所有，阿里云开发者社区不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，填写侵权投诉表单进行举报，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

简介： 在WPF开发中，依赖注入（Dependency Injection）和控制反转（Inversion of Control）是程序解耦的关键，在当今软件工程中占有举足轻重的地位，两者之间有着密不可分的联系。今天就以一个简单的小例子，简述如何在WPF中实现依赖注入和控制反转，仅供学习分享使用，如有不足之处，还请指正。

在WPF开发中，依赖注入（Dependency Injection）和控制反转（Inversion of Control）是程序解耦的关键，在当今软件工程中占有举足轻重的地位，两者之间有着密不可分的联系。今天就以一个简单的小例子，简述如何在WPF中实现依赖注入和控制反转，仅供学习分享使用，如有不足之处，还请指正。

什么是依赖注入和控制反转？

依赖注入又称为依赖项注入，那什么是依赖项呢？比如在一个类A中，实现某中功能，而此功能是另外一个类B实现的，那就说明A依赖B，B就是A的依赖项。或者是另一个对象A所依赖的对象B。示例如下：

namespaceDemoIoc{
publicclassMessageWriter    {
publicvoidPrint(stringmessage)
        {
Console.WriteLine($"MessageWriter.Write(message: \"{message}\")");
        }
    }
publicclassWorker : BackgroundService    {
privatereadonlyMessageWriterwriter=new();
protectedoverrideasyncTaskExecuteAsync(CancellationTokenstoppingToken)
        {
while (!stoppingToken.IsCancellationRequested)
            {
writer.Print($"Worker running at: {DateTimeOffset.Now}");
awaitTask.Delay(1_000, stoppingToken);
            }
        }
    }
}

注意：在上述示例中，Worker类依赖于MessageWriter类，所以MessageWriter就是Worker的依赖项。 硬编码的依赖项（如前面的示例）会产生问题，应避免使用。

强依赖关系具有以下几个问题：

如果要用不同的实现替换 MessageWriter，必须修改 Worker 类。
如果 MessageWriter 具有依赖项，则必须由 Worker 类对其进行配置，且很难进行初始化。
这种实现很难进行单元测试。

那如何解决上述依赖关系所造成的弊端呢？答案就是依赖项注入。可通过如下几个步骤实现：

使用接口或基类将依赖关系实现抽象化。
在服务容器中注册依赖关系。
将服务注入到使用它的类的构造函数中。

.NET 提供了一个内置的服务容器 IServiceProvider。服务通常在应用启动时注册，并追加到 IServiceCollection。添加所有服务后，可以使用 BuildServiceProvider 创建服务容器。框架负责创建依赖关系的实例，并在不再需要时将其释放。

简单一句话说：依赖注入（DI）将所依赖的对象参数化，接口化，并且将依赖对象的创建和释放剥离出来，这样就做到了解耦，并且实现了控制反转（IoC）。

控制反转（IoC）具有如下两个特点：

高等级的代码不能依赖低等级的代码；
抽象接口不能依赖具体实现；

控制反转解决代码的强耦合，增加了代码的可扩展性。依赖注入将依赖具体实现类和控制实现类的创建和释放，变成了依赖接口或抽象类，不再控制接口的创建和释放。两者之间相辅相成，互相成就。

WPF中实现依赖注入的步骤

1. 安装DI库

首先创建一个WPF应用程序，然后在Nuget包管理器中安装微软提供的依赖注入库【Microsoft.Extensions.DependencyInjection】，如下所示：

2. 创建接口和实现类

创建测试用的接口ITextService和实现类TextService，如下所示：

usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Linq;
usingSystem.Text;
usingSystem.Threading.Tasks;
namespaceDemoIoc{
publicinterfaceITextService    {
publicstringGetText();
    }
publicclassTextService : ITextService    {
publicstringGetText()
        {
returnDateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff");
        }
    }
}

3. 接口注入

在需要调用的地方（如：MainWindow）进行ITextService接口注入，如下所示：

namespaceDemoIoc{
/// <summary>/// Interaction logic for MainWindow.xaml/// </summary>publicpartialclassMainWindow : Window    {
privateITextServicetextService;
publicMainWindow(ITextServicetextService)
        {
this.textService=textService;
InitializeComponent();
        }
privatevoidWindow_Loaded(objectsender, RoutedEventArgse)
        {
this.txtCurrentTime.Text=textService.GetText();
        }
    }
}

注意：以上可以看出MainWindow依赖ITextService接口，而不依赖于接口的实现。这样就实现了依赖注入。

4. 配置容器

在启动程序App.xaml.cs中，添加当前对象成员，和服务提供对象，并在实例化服务对象的时候一次性注册，以便在后续需要的时候进行获取。如下所示：

namespaceDemoIoc{
/// <summary>/// Interaction logic for App.xaml/// </summary>publicpartialclassApp : Application    {
/// <summary>/// 获取当前 App 实例/// </summary>publicnewstaticAppCurrent=> (App)Application.Current;
/// <summary>/// 获取存放应用服务的容器/// </summary>publicIServiceProviderServiceProvider { get; }
publicApp()
        {
ServiceProvider=ConfigureServices();
        }
/// <summary>/// 配置应用的服务/// </summary>privatestaticIServiceProviderConfigureServices()
        {
varserviceCollection=newServiceCollection()
                .AddSingleton<ITextService,TextService>()
                .AddSingleton<MainWindow>();
returnserviceCollection.BuildServiceProvider();
        }
protectedoverridevoidOnStartup(StartupEventArgse)
        {
varmainWindow=ServiceProvider.GetRequiredService<MainWindow>();
mainWindow.Show();
        }
    }
}

注意：在此示例中，MainWindow通过服务注册的方式进行实例化，所以需要删除默认的App.xaml中StartUri属性设置，否则将提示默认构造函数不存在。

示例测试

经过上述步骤，就实现了WPF中依赖注入和控制反转，测试结果如下：

说明：正常输出，则表示依赖注入成功。

参考文档

1. .Net依赖项注入：https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/core/extensions/dependency-injection

以上就是依赖注入和控制反转的全部内容，希望可以抛砖引玉，一起学习，共同进步。