深入理解WPF中的依赖注入和控制反转

小鱼儿吖

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：

1. namespace DemoIoc
2. {
3.     public class MessageWriter
4.     {
5.         public void Print(string message)
6.         {
7.             Console.WriteLine($"MessageWriter.Write(message: "{message}")");
8.         }
9.     }
11.     public class Worker : BackgroundService
12.     {
13.         private readonly MessageWriter writer = new();
15.         protected override async Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken)
16.         {
17.             while (!stoppingToken.IsCancellationRequested)
18.             {
19.                 writer.Print($"Worker running at: {DateTimeOffset.Now}");
20.                 await Task.Delay(1_000, stoppingToken);
21.             }
22.         }
23.     }
24. }

复制代码

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：

1. using System;
2. using System.Collections.Generic;
3. using System.Linq;
4. using System.Text;
5. using System.Threading.Tasks;
7. namespace DemoIoc
8. {
9.     public interface ITextService
10.     {
11.        public string GetText();
12.     }
14.     public class TextService : ITextService
15.     {
16.         public string GetText()
17.         {
18.             return DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff");
19.         }
20.     }
21. }

复制代码

 
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：

1. namespace DemoIoc
2. {
3.     /// <summary>
4.     /// Interaction logic for MainWindow.xaml
5.     /// </summary>
6.     public partial class MainWindow : Window
7.     {
8.         private ITextService textService;
10.         public MainWindow(ITextService textService)
11.         {
12.             this.textService = textService;
13.             InitializeComponent();
14.         }
16.         private void Window_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
17.         {
18.             this.txtCurrentTime.Text = textService.GetText();
19.         }
20.     }
21. }

复制代码

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：

1. namespace DemoIoc
2. {
3.     /// <summary>
4.     /// Interaction logic for App.xaml
5.     /// </summary>
6.     public partial class App : Application
7.     {
8.         /// <summary>
9.         /// 获取当前 App 实例
10.         /// </summary>
11.         public new static App Current => (App)Application.Current;
12.         /// <summary>
13.         /// 获取存放应用服务的容器
14.         /// </summary>
15.         public IServiceProvider ServiceProvider { get; }
17.         public App()
18.         {
19.             ServiceProvider = ConfigureServices();
20.         }
22.         /// <summary>
23.         /// 配置应用的服务
24.         /// </summary>
25.         private static IServiceProvider ConfigureServices()
26.         {
27.             var serviceCollection = new ServiceCollection()
28.                 .AddSingleton<ITextService,TextService>()
29.                 .AddSingleton<MainWindow>();
30.                
31.             return serviceCollection.BuildServiceProvider();
32.         }
34.         protected override void OnStartup(StartupEventArgs e)
35.         {
36.             var mainWindow = ServiceProvider.GetRequiredService<MainWindow>();
37.             mainWindow.Show();
38.         }
39.     }
40. }

复制代码

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。

来源:https://www.cnblogs.com/hsiang/archive/2023/11/04/17806755.html
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