ASP.NET中的依赖注入（DI）如何实现？

依赖注入（Dependency Injection，简称 DI）是一种设计模式，用于将对象的创建和使用分离。在 ASP.NET 中，DI 提供了一种有效的方法来管理应用程序中的依赖关系，从而提高代码的可测试性和可维护性。通过 DI，开发者可以更轻松地实现松耦合的设计，并且更容易进行单元测试。

ASP.NET 中的 DI 实现机制

ASP.NET Core 自带了一个轻量级的依赖注入容器，它允许开发者注册服务并在需要时解析这些服务。要实现 DI，首先需要在 Startup.cs 文件中配置服务。通常，服务注册是在 ConfigureServices 方法中完成的。

例如，假设我们有一个接口 IRepository 和它的实现类 Repository，可以通过以下方式将它们注册到 DI 容器中：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddScoped();
}

三种主要的服务生命周期

ASP.NET Core 提供了三种不同的服务生命周期：瞬态（Transient）、作用域（Scoped）和单例（Singleton）。每种生命周期决定了服务实例是如何创建和共享的。

瞬态（Transient）

瞬态服务是在每次请求时都创建一个新的实例。这种生命周期适用于轻量级、无状态的服务。由于每个请求都会创建新的实例，因此不会有任何状态保留在内存中。

services.AddTransient();

作用域（Scoped）

作用域服务在每个 HTTP 请求或作用域内共享一个实例。这意味着在同一请求中，所有对作用域服务的请求都将获得同一个实例。这对于需要在整个请求期间保持状态的服务非常有用。

services.AddScoped();

单例（Singleton）

单例服务在整个应用程序生命周期中只创建一次，并且在所有请求之间共享同一个实例。这对于需要全局共享状态的服务非常有用，但也要小心处理线程安全问题。

services.AddSingleton();

控制器中的依赖注入

在 ASP.NET Core 中，控制器可以使用构造函数注入来接收所需的依赖项。框架会自动解析并注入这些依赖项。例如，假设我们有一个 HomeController 需要注入 IRepository：

public class HomeController : Controller
{
    private readonly IRepository _repository;
    public HomeController(IRepository repository)
    {
        _repository = repository;
    }
    public IActionResult Index()
    {
        var data = _repository.GetData();
        return View(data);
    }
}

中间件中的依赖注入

除了控制器，中间件也可以使用依赖注入。通过在 Configure 方法中使用 UseMiddleware，可以将中间件添加到请求管道中，并注入所需的服务。例如：

app.UseMiddleware();

或者在中间件类中直接使用构造函数注入：

public class MyMiddleware
{
    private readonly RequestDelegate _next;
    private readonly IRepository _repository;
    public MyMiddleware(RequestDelegate next, IRepository repository)
    {
        _next = next;
        _repository = repository;
    }
    public async Task InvokeAsync(HttpContext context)
    {
        // 使用 _repository 进行操作
        await _next(context);
    }
}

依赖注入是现代 Web 应用程序开发中的一个重要工具，尤其是在 ASP.NET Core 中。通过合理使用 DI，可以大大简化代码结构，提高应用程序的可维护性和可测试性。了解如何正确配置和使用不同生命周期的服务，以及如何在控制器和中间件中注入依赖，可以帮助开发者构建更加灵活和高效的 ASP.NET 应用程序。