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一、 为什么你的服务实例总在“泄露”?

在.NET开发中,**依赖注入(DI)**不仅是代码解耦的利器,更是构建高可用系统的基石。然而,开发者常因以下误区导致系统崩溃:

  • 问题1:单例服务持有作用域实例引发内存泄漏。
  • 问题2:跨项目注册混乱,导致依赖关系失控。
  • 问题3:滥用属性注入,隐藏依赖链导致调试困难。

本文将通过5个高级模式,深度解析:

  1. 如何从0到1设计服务生命周期策略
  2. 如何实现动态依赖解析、条件注册、开放泛型注入
  3. 如何避免跨框架集成的陷阱

二、核心概念:服务生命周期的三大铁律

1. 服务生命周期对比表

类型 创建时机 释放时机 使用场景
Singleton 应用启动时 应用关闭时 全局配置、日志服务
Scoped 请求/作用域开始 请求/作用域结束 数据库上下文、用户身份验证
Transient 每次请求时 调用完成时 无状态工具类、临时计算服务
代码示例(生命周期注册)
// 单例服务(全局共享)  
services.AddSingleton<IMyService, MyService>();  

// 作用域服务(请求内复用)  
services.AddScoped<IUnitOfWork, UnitOfWork>();  

// 瞬时服务(每次新实例)  
services.AddTransient<ILogger, ConsoleLogger>();

三、5个高级模式深度解析:从理论到实战

模式1:条件注册(Conditional Registration)

问题:如何根据环境动态选择服务实现?
解决方案:通过KeyedServicesNamedRegistration

// 注册多个实现  
services.AddKeyedSingleton<IPaymentService>("prod", x => new ProdPaymentService());  
services.AddKeyedSingleton<IPaymentService>("test", x => new TestPaymentService());  

// 解析时指定键值  
var service = serviceProvider.GetRequiredKeyedService<IPaymentService>("prod");
优势
  • 支持多租户架构。
  • 适用于测试环境隔离。

模式2:开放泛型注册(Open Generic Types)

问题:如何注册并解析泛型依赖(如IRepository<,>)?
解决方案:使用RegisterGeneric

// 注册开放泛型  
services.AddTransient(typeof(IRepository<,>), typeof(BaseRepository<,>));  

// 解析具体类型  
var repo = serviceProvider.GetService<IRepository<Product, int>>();
优势
  • 避免重复注册具体类型。
  • 提升代码复用性。

模式3:属性注入(Property Injection)

问题:何时需要使用属性注入而非构造函数注入?
解决方案:针对可选依赖或后期配置属性。

public class MyService {
    [Inject] // 标记属性注入  
    public ILogger Logger { get; set; }  
}

// 注册服务时启用属性注入  
services.AddHostedService<MyService>().PropertiesAutowired();
注意事项
  • 慎用属性注入:可能导致依赖关系不透明。
  • 推荐场景:日志记录器、缓存服务等可选依赖。

模式4:拦截器与AOP(面向切面编程)

问题:如何在方法调用前后自动执行日志或事务?
解决方案:通过IInterceptor实现拦截逻辑。

public class LoggingInterceptor : IInterceptor {
    public void Intercept(IInvocation invocation) {
        Console.WriteLine($"Before {invocation.Method.Name}");
        invocation.Proceed(); // 执行原始方法  
        Console.WriteLine($"After {invocation.Method.Name}");
    }
}

// 注册拦截器  
services.AddTransient<LoggingInterceptor>();  
services.AddTransient<MyService>()
       .InterceptedBy<LoggingInterceptor>();
优势
  • 解耦业务逻辑与横切关注点。
  • 适用于分布式系统的统一监控。

模式5:动态作用域管理(Dynamic Scope Control)

问题:如何为特定逻辑创建独立的作用域?
解决方案:使用IServiceScopeFactory手动创建作用域。

// 手动创建作用域  
using (var scope = serviceProvider.CreateScope()) {
    var unitOfWork = scope.ServiceProvider.GetRequiredService<IUnitOfWork>();
    unitOfWork.Commit(); // 提交事务  
}
优势
  • 支持长事务管理。
  • 避免跨作用域引用异常。

四、避坑指南:开发者常犯的3个致命错误

错误1:单例服务持有作用域实例

  • 问题:单例服务引用作用域服务导致内存泄漏。
  • 解决方案:使用InstancePerLifetimeScopeCreateScope延迟加载。
// 错误示例(单例依赖作用域服务)  
services.AddSingleton<IMyService, MyService>();  
services.AddScoped<IMyScopedService, MyScopedService>();  

// 正确示例(延迟解析)  
public class MyService {
    private readonly Func<IMyScopedService> _scopedServiceFactory;
    public MyService(Func<IMyScopedService> scopedServiceFactory) {
        _scopedServiceFactory = scopedServiceFactory;
    }

    public void DoWork() {
        using (var scope = serviceProvider.CreateScope()) {
            var service = _scopedServiceFactory();
            service.Execute();
        }
    }
}

错误2:混淆模块化注册与手动注册

  • 问题:模块中注册了服务,但未启用模块导致解析失败。
  • 解决方案:确保在ConfigureContainer中注册模块。
// 正确用法  
builder.Host.ConfigureContainer<ContainerBuilder>(container => {
    container.RegisterModule<InfrastructureModule>();
});

错误3:滥用属性注入

  • 问题:过度使用属性注入导致依赖关系隐式化。
  • 解决方案:优先使用构造函数注入。
// 推荐(构造函数注入)  
public class MyService {
    private readonly ILogger _logger;
    public MyService(ILogger logger) => _logger = logger;
}

// 不推荐(属性注入)  
public class MyService {
    [Inject] public ILogger Logger { get; set; }
}

五、高级特性:你可能不知道的3个“黑魔法”

1. 条件注册(Conditional Registration)

根据环境动态选择实现类:

services.AddKeyedSingleton<IPaymentService>("prod", x => new ProdPaymentService());
services.AddKeyedSingleton<IPaymentService>("test", x => new TestPaymentService());

2. 开放泛型注册(Open Generic Types)

自动解析所有泛型变体:

services.AddTransient(typeof(IValidator<>), typeof(Validator<>));

3. 多租户支持(Multi-tenancy)

为不同租户提供独立的容器作用域:

var container = builder.Build();
var tenantContainer = container.CreateChildContainer();
tenantContainer.Register<IMyService, TenantService>();

六、与AutoFac/Spring的对比:谁更适合你的项目?

特性 .NET Core DI AutoFac Spring
性能 ⭐⭐⭐⭐☆ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐☆☆
灵活性 ⭐⭐⭐☆☆ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐
社区活跃度 ⭐⭐⭐⭐☆ ⭐⭐⭐⭐☆ ⭐⭐⭐⭐⭐
学习曲线 中等
适用场景
  • .NET Core DI:中小型项目、快速原型开发。
  • AutoFac:大型企业级应用、需要动态注册的复杂系统。
  • Spring:Java生态下的微服务架构。

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