从依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle, DIP）到控制反转（Inversion of Control, IoC）再到依赖注入（Dependency Injection, DI）的演进过程，我们可以理解为一种逐步抽象和解耦的设计思想。这种思想在C#等面向对象的编程语言中得到了广泛的应用。
首先，让我们回顾一下依赖倒置原则。这个原则建议我们：
- 高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。
- 抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。
这个原则鼓励我们设计代码时，让高层模块与底层模块之间的依赖通过抽象（接口或基类）来进行，从而减少了模块间的耦合度。
接下来，控制反转是一种设计模式，它通过将原本由代码直接控制的对象的调用权交给第三方（如一个容器）来控制，来降低代码间的耦合度。在C#中，IoC容器是实现控制反转的一个工具。
DI是IoC的一种实现方式，它将依赖关系通过构造函数、属性或方法注入到对象中。这种方式进一步降低了代码间的耦合度，使得对象在被创建时就能获得它所需要的依赖。
现在，我们来实现一个简单的IoC容器，并通过递归完成构造函数注入。以下是一个简单的示例：
public interface IService
{
void DoWork();
}
public class ConcreteService : IService
{
private readonly IDependency _dependency;
public ConcreteService(IDependency dependency)
{
_dependency = dependency;
}
public void DoWork()
{
_dependency.DoSomething();
}
}
public interface IDependency
{
void DoSomething();
}
public class ConcreteDependency : IDependency
{
public void DoSomething()
{
Console.WriteLine("Dependency is doing something...");
}
}
public class SimpleIoCContainer
{
private readonly Dictionary<Type, Func<object>> _registrations = new Dictionary<Type, Func<object>>();
public void Register<TService, TImplementation>() where TImplementation : TService
{
_registrations.Add(typeof(TService), () => Activator.CreateInstance(typeof(TImplementation)));
}
public TService Resolve<TService>()
{
if (!_registrations.ContainsKey(typeof(TService)))
{
throw new InvalidOperationException($"No registration found for {typeof(TService).FullName}");
}
var factory = _registrations[typeof(TService)];
return (TService)factory();
}
public object Resolve(Type serviceType)
{
if (!_registrations.ContainsKey(serviceType))
{
throw new InvalidOperationException($"No registration found for {serviceType.FullName}");
}
var factory = _registrations[serviceType];
return factory();
}
}
public class Program
{
public static void Main()
{
var container = new SimpleIoCContainer();
container.Register<IService, ConcreteService>();
container.Register<IDependency, ConcreteDependency>();
IService service = container.Resolve<IService>();
service.DoWork();
}
}
在这个示例中，我们定义了一个简单的IoC容器SimpleIoCContainer，它使用了一个字典来存储服务类型到工厂方法的映射。Register方法用于注册服务，而Resolve方法用于解析服务。在这个例子中，ConcreteService依赖于IDependency，IoC容器负责在创建ConcreteService实例时注入ConcreteDependency实例。
应用场景
IoC容器和依赖注入在许多场景下都非常有用，包括但不限于：
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单元测试：通过IoC容器，可以轻松地替换掉生产环境中的依赖，换成用于测试的桩（Stubs）或模拟对象（Mocks），从而方便地进行单元测试。
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插件架构：在需要动态加载插件的系统中，IoC容器可以用来管理插件的生命周期和依赖关系，使得插件的加载和解耦变得更加容易。
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微服务：在微服务架构中，每个微服务都可以使用IoC容器来管理其内部的依赖关系，从而确保服务之间的松耦合和易于维护。
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复杂的应用程序：对于大型复杂的应用程序，IoC容器可以帮助开发人员更好地组织和管理代码，降低模块间的耦合度，提高代码的可维护性和可扩展性。
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跨平台开发：在需要支持多个平台或框架的应用程序中，IoC容器可以提供一个统一的依赖注入机制，使得代码更加灵活和可移植。