ASP.NET Core框架建立在一个依赖注入框架之上，已注入的方式消费服务已经成为了ASP.NET Core基本的编程模式。为了使读者能够更好地理解原生的注入框架框架，我按照类似的设计创建了一个简易版本的依赖注入框架，并它命名为“Cat”。本篇提供的四个实例主要体现了针对Cat的用法，《一个Mini版的依赖注入框架》提供了针对设计和实现原理的介绍。
[201]模拟容器Cat-普通服务的注册和提取（源代码）
[202]模拟容器Cat-针对泛型服务类型的支持（源代码）
[203]模拟容器Cat-为同一类型提供多个服务注册（源代码）
[204]模拟容器Cat-服务实例的生命周期（源代码）
[201]模拟容器Cat-普通服务的注册和提取
我们定义了如下所示的接口和对应的实现类型来演示针对Cat的服务注册。Foo、Bar、Baz和Qux分别实现了对应的接口IFoo、IBar、IBaz和IQux，其中Qux类型上标注的MapToAttribute特性注册了与对应接口IQux之间的映射。四个类型派生于的基类Base实现了IDisposable接口，我们在其构造函数和实现的Dispose方法中输出相应的文本，以确定对应的实例何时被创建和释放。我们还定义了一个泛型的接口IFoobar<T1, T2>和对应的实现类Foobar<T1, T2>，用来演示Cat针对泛型服务实例的提供。
public interface IFoo {} public interface IBar {} public interface IBaz {} public interface IQux {} public interface IFoobar<T1, T2> {} public class Base : IDisposable { public Base() => Console.WriteLine($"Instance of {GetType().Name} is created."); public void Dispose() => Console.WriteLine($"Instance of {GetType().Name} is disposed."); } public class Foo : Base, IFoo{ } public class Bar : Base, IBar{ } public class Baz : Base, IBaz{ } [MapTo(typeof(IQux), Lifetime.Root)] public class Qux : Base, IQux { } public class Foobar<T1, T2>: IFoobar<T1,T2> { public T1 Foo { get; } public T2 Bar { get; } public Foobar(T1 foo, T2 bar) { Foo = foo; Bar = bar; } }
Lifetime是一个代表服务实例生命周期的枚举，它代表的三种生命周期模式定义如下。
public enum Lifetime { Root, Self, Transient }
如下所示的代码片段创建了一个Cat对象，并采用上面提到的方式针对接口IFoo、IBar和IBaz注册了对应的服务，它们采用的生命周期模式分别为Transient、Self和Root。另外，我们还调用了另一个将当前入口程序集作为参数的Register方法，该方法会解析指定程序集中标注了MapToAttribute特性的类型并进行批量服务注册。对于我们演示的程序来说，该方法会完成针对IQux/Qux类型的服务注册。接下来我们利用Cat对象创建了它的两个子容器，并调用子容器的GetService<T>方法来提供相应的服务实例。
using App; var root = new Cat() .Register<IFoo, Foo>(Lifetime.Transient) .Register<IBar>(_ => new Bar(), Lifetime.Self) .Register<IBaz, Baz>(Lifetime.Root) .Register(typeof(Foo).Assembly); var cat1 = root.CreateChild(); var cat2 = root.CreateChild(); void GetServices<TService>(Cat cat) where TService : class { cat.GetService<TService>(); cat.GetService<TService>(); } GetServices<IFoo>(cat1); GetServices<IBar>(cat1); GetServices<IBaz>(cat1); GetServices<IQux>(cat1); Console.WriteLine(); GetServices<IFoo>(cat2); GetServices<IBar>(cat2); GetServices<IBaz>(cat2); GetServices<IQux>(cat2);
上面的程序运行之后会在控制台上输出图1所示的结果。由于服务IFoo被注册为Transient服务，所以Cat针对四次请求都会创建一个全新的Foo对象。IBar服务的生命周期模式为Self，对于同一个Cat只会创建一个Bar对象，所以整个过程中会创建两个Bar对象。IBaz和IQux服务采用Root生命周期，所以同根的两个Cat对象提供的其实是同一个Baz/Qux对象。
图1Cat按照服务注册对应的生命周期模式提供服务实例
[202]模拟容器Cat-针对泛型服务类型的支持
Cat同样可以提供泛型服务实例。如下面的代码片段所示，在为创建的Cat对象添加了针对IFoo和IBar接口的服务注册之后，我们调用Register方法注册了针对泛型定义IFoobar<,>的服务注册，具体的实现类型为Foobar<,>。当我们利用Cat对象提供一个类型为IFoobar<IFoo, IBar>的服务实例时，它会创建并返回一个Foobar<Foo, Bar>对象。
using App; using System.Diagnostics; var cat = new Cat() .Register<IFoo, Foo>(Lifetime.Transient) .Register<IBar, Bar>(Lifetime.Transient) .Register(typeof(IFoobar<,>), typeof(Foobar<,>), Lifetime.Transient); var foobar = (Foobar<IFoo, IBar>?)cat.GetService<IFoobar<IFoo, IBar>>(); Debug.Assert(foobar?.Foo is Foo); Debug.Assert(foobar?.Bar is Bar);
[203]模拟容器Cat-为同一类型提供多个服务注册
我们可以为同一个类型提供多个服务注册。虽然添加的所有服务注册均是有效的，但由于GetService<TService>扩展方法总是返回一个服务实例，我们对该方法应用了“后来居上”的策略，即采用最近添加的服务注册创建服务实例。另一个GetServices<TService>扩展方法将返回根据所有服务注册提供的服务实例。下面的代码片段为创建的Cat对象添加了三个针对Base类型的服务注册，对应的实现类型分别为Foo、Bar和Baz。我们调用了Cat对象的GetServices<Base>方法返回包含三个Base对象的集合，集合元素的类型分别为Foo、Bar和Baz。
using App; using System.Diagnostics; var services = new Cat() .Register<Base, Foo>(Lifetime.Transient) .Register<Base, Bar>(Lifetime.Transient) .Register<Base, Baz>(Lifetime.Transient) .GetServices<Base>(); Debug.Assert(services.OfType<Foo>().Any()); Debug.Assert(services.OfType<Bar>().Any()); Debug.Assert(services.OfType<Baz>().Any());
[204]模拟容器Cat-服务实例的生命周期
如果提供服务实例的类型实现了IDisposable接口，我们必须在适当的时候调用其Dispose方法释放它。由于服务实例的生命周期完全由作为依赖注入容器的Cat对象来管理，所以通过调用Dispose方法针对服务实例的释放也由它负责。Cat对象针对提供服务实例的释放策略取决于采用的生命周期模式，具体的策略如下。
- Transient和Self：所有实现了IDisposable接口的服务实例会被当前Cat对象保存起来，当Cat对象自身的Dispose方法被调用的时候，这些服务实例的Dispose方法会随之被调用。
- Root：由于服务实例保存在作为根容器的Cat对象上，所以当作为根的Cat对象的Dispose方法被调用的时候，这些服务实例的Dispose方法会随之被调用。
上述释放策略可以通过如下演示实例来印证。如下代码片段所示，我们创建了一个Cat对象并添加了相应的服务注册。我们调用它的CreateChild方法创建了代表子容器的Cat对象，并用它提供了四个注册服务对应的实例。
using App; using (var root = new Cat() .Register<IFoo, Foo>(Lifetime.Transient) .Register<IBar>(_ => new Bar(), Lifetime.Self) .Register<IBaz, Baz>(Lifetime.Root) .Register(typeof(IFoo).Assembly)) { using (var cat = root.CreateChild()) { cat.GetService<IFoo>(); cat.GetService<IBar>(); cat.GetService<IBaz>(); cat.GetService<IQux>(); Console.WriteLine("Child cat is disposed."); } Console.WriteLine("Root cat is disposed."); }
由于两个Cat对象的创建都是在using块中进行的，所以它们的Dispose方法都会在using块结束的地方被调用。该程序运行之后会在控制台上输出图2所示的结果，我们可以看到当作为子容器的Cat对象的Dispose方法被调用时，由它提供的两个生命周期模式分别为Transient和Self的服务实例（Foo和Bar）被正常释放。而生命周期模式为Root的服务实例（Baz和Qux对象）的Dispose方法会延迟到作为根容器的Cat对象的Dispose方法被调用的时候。
