教程：在 .NET 中使用依赖项注入

2025-10-09

本教程演示如何在 .NET 中使用依赖项注入（DI）。使用 Microsoft 扩展时，DI 是通过添加服务并在其中 IServiceCollection配置它们来管理的。该 IHost 接口公开实例 IServiceProvider ，该实例充当所有已注册服务的容器。

本教程中，您将学习如何：

创建使用依赖项注入的 .NET 控制台应用
生成和配置通用主机
编写多个接口和相应的实现
使用服务生存期和 DI 的范围

先决条件

.NET Core 3.1 SDK 或更高版本。
熟悉创建新的 .NET 应用程序和安装 NuGet 包。

创建新的控制台应用程序

使用 dotnet new 命令或 IDE 新建项目向导，创建新的名为 ConsoleDI 的Example .NET 控制台应用程序。将 Microsoft.Extensions.Hosting NuGet 包添加到项目。

新的控制台应用项目文件应如下所示：

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">

  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net8.0</TargetFramework>
    <Nullable>enable</Nullable>
    <ImplicitUsings>true</ImplicitUsings>
    <RootNamespace>ConsoleDI.Example</RootNamespace>
  </PropertyGroup>

  <ItemGroup>
    <PackageReference Include="Microsoft.Extensions.Configuration.Binder" Version="9.0.10" />
    <PackageReference Include="Microsoft.Extensions.Hosting" Version="9.0.10" />
  </ItemGroup>

</Project>

重要

在此示例中，生成和运行应用需要 Microsoft.Extensions.Hosting NuGet 包。某些元包可能包含 Microsoft.Extensions.Hosting 包，在这种情况下，不需要显式包引用。

添加接口

在此示例应用中，你将了解依赖项注入如何处理服务生存期。你将创建多个表示不同服务生存期的接口。将以下接口添加到项目根目录：

IReportServiceLifetime.cs

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

namespace ConsoleDI.Example;

public interface IReportServiceLifetime
{
    Guid Id { get; }

    ServiceLifetime Lifetime { get; }
}

该 IReportServiceLifetime 接口定义：

一个 Guid Id 属性，表示服务的唯一标识符。
代表服务生存期的ServiceLifetime属性。

IExampleTransientService.cs

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

namespace ConsoleDI.Example;

public interface IExampleTransientService : IReportServiceLifetime
{
    ServiceLifetime IReportServiceLifetime.Lifetime => ServiceLifetime.Transient;
}

IExampleScopedService.cs

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

namespace ConsoleDI.Example;

public interface IExampleScopedService : IReportServiceLifetime
{
    ServiceLifetime IReportServiceLifetime.Lifetime => ServiceLifetime.Scoped;
}

IExampleSingletonService.cs

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

namespace ConsoleDI.Example;

public interface IExampleSingletonService : IReportServiceLifetime
{
    ServiceLifetime IReportServiceLifetime.Lifetime => ServiceLifetime.Singleton;
}

所有IReportServiceLifetime的子接口显式实现了IReportServiceLifetime.Lifetime并带有默认值。例如，IExampleTransientService 使用 ServiceLifetime.Transient 值显式实现 IReportServiceLifetime.Lifetime。

添加默认实现

示例实现均用Guid.NewGuid()的结果初始化它们的Id属性。将各种服务的默认实现类添加到项目根目录：

ExampleTransientService.cs

namespace ConsoleDI.Example;

internal sealed class ExampleTransientService : IExampleTransientService
{
    Guid IReportServiceLifetime.Id { get; } = Guid.NewGuid();
}

ExampleScopedService.cs

namespace ConsoleDI.Example;

internal sealed class ExampleScopedService : IExampleScopedService
{
    Guid IReportServiceLifetime.Id { get; } = Guid.NewGuid();
}

ExampleSingletonService.cs

namespace ConsoleDI.Example;

internal sealed class ExampleSingletonService : IExampleSingletonService
{
    Guid IReportServiceLifetime.Id { get; } = Guid.NewGuid();
}

每个实现都定义为 internal sealed 并实现其相应的接口。它们并非必须是internal或sealed，然而，通常会将实现视为internal，以避免向外部使用者泄露实现类型。此外，由于不会扩展每种类型，因此会将其标记为 sealed。例如， ExampleSingletonService 实现 IExampleSingletonService。

添加需要 DI 的服务

将以下服务生存期记录器类（作为服务）添加到控制台应用程序中：

ServiceLifetimeReporter.cs

namespace ConsoleDI.Example;

internal sealed class ServiceLifetimeReporter(
    IExampleTransientService transientService,
    IExampleScopedService scopedService,
    IExampleSingletonService singletonService)
{
    public void ReportServiceLifetimeDetails(string lifetimeDetails)
    {
        Console.WriteLine(lifetimeDetails);

        LogService(transientService, "Always different");
        LogService(scopedService, "Changes only with lifetime");
        LogService(singletonService, "Always the same");
    }

    private static void LogService<T>(T service, string message)
        where T : IReportServiceLifetime =>
        Console.WriteLine(
            $"    {typeof(T).Name}: {service.Id} ({message})");
}

定义 ServiceLifetimeReporter 一个构造函数，该构造函数需要上述每个服务接口，即 IExampleTransientService， IExampleScopedService和 IExampleSingletonService。该对象公开单个方法，允许使用者使用给定 lifetimeDetails 参数报告服务。调用时，该方法 ReportServiceLifetimeDetails 会记录每个服务的唯一标识符及其服务生存期信息。日志消息有助于可视化服务生存期。

注册 DI 的服务

使用以下代码更新 Program.cs ：

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Hosting;
using ConsoleDI.Example;

HostApplicationBuilder builder = Host.CreateApplicationBuilder(args);

builder.Services.AddTransient<IExampleTransientService, ExampleTransientService>();
builder.Services.AddScoped<IExampleScopedService, ExampleScopedService>();
builder.Services.AddSingleton<IExampleSingletonService, ExampleSingletonService>();
builder.Services.AddTransient<ServiceLifetimeReporter>();

using IHost host = builder.Build();

ExemplifyServiceLifetime(host.Services, "Lifetime 1");
ExemplifyServiceLifetime(host.Services, "Lifetime 2");

await host.RunAsync();

static void ExemplifyServiceLifetime(IServiceProvider hostProvider, string lifetime)
{
    using IServiceScope serviceScope = hostProvider.CreateScope();
    IServiceProvider provider = serviceScope.ServiceProvider;
    ServiceLifetimeReporter logger = provider.GetRequiredService<ServiceLifetimeReporter>();
    logger.ReportServiceLifetimeDetails(
        $"{lifetime}: Call 1 to provider.GetRequiredService<ServiceLifetimeReporter>()");

    Console.WriteLine("...");

    logger = provider.GetRequiredService<ServiceLifetimeReporter>();
    logger.ReportServiceLifetimeDetails(
        $"{lifetime}: Call 2 to provider.GetRequiredService<ServiceLifetimeReporter>()");

    Console.WriteLine();
}

每个 services.Add{LIFETIME}<{SERVICE}> 扩展方法都会添加（并可能配置）服务。我们建议应用遵循此约定。除非要创作官方Microsoft包，否则不要在 Microsoft.Extensions.DependencyInjection 命名空间中放置扩展方法。命名空间中 Microsoft.Extensions.DependencyInjection 定义的扩展方法：

在 IntelliSense 中显示，无需其他 using 指令。
减少Program或Startup类中通常调用这些扩展方法所需的using指令数。

应用：

IHostApplicationBuilder使用主机生成器设置创建实例。
配置服务，将它们与对应的服务生命周期一起添加。
调用 Build() 并分配一个 IHost 实例。
调用ExemplifyServiceLifetime，传入IHost.Services。

结论

在此示例应用中，你创建了多个接口和相应的实现。其中每个服务都有唯一标识，并与一个 ServiceLifetime 配对。示例应用演示了如何针对接口注册服务实现，以及如何在不使用支持接口的情况下注册纯类。然后，示例应用演示如何在运行时解析定义为构造函数参数的依赖项。

运行应用时，会显示如下所示的输出：

// Sample output:
// Lifetime 1: Call 1 to provider.GetRequiredService<ServiceLifetimeReporter>()
//     IExampleTransientService: d08a27fa-87d2-4a06-98d7-2773af886125 (Always different)
//     IExampleScopedService: 402c83c9-b4ed-4be1-b78c-86be1b1d908d (Changes only with lifetime)
//     IExampleSingletonService: a61f1ff4-0b14-4508-bd41-21d852484a7b (Always the same)
// ...
// Lifetime 1: Call 2 to provider.GetRequiredService<ServiceLifetimeReporter>()
//     IExampleTransientService: b43d68fb-2c7b-4a9b-8f02-fc507c164326 (Always different)
//     IExampleScopedService: 402c83c9-b4ed-4be1-b78c-86be1b1d908d (Changes only with lifetime)
//     IExampleSingletonService: a61f1ff4-0b14-4508-bd41-21d852484a7b (Always the same)
// 
// Lifetime 2: Call 1 to provider.GetRequiredService<ServiceLifetimeReporter>()
//     IExampleTransientService: f3856b59-ab3f-4bbd-876f-7bab0013d392 (Always different)
//     IExampleScopedService: bba80089-1157-4041-936d-e96d81dd9d1c (Changes only with lifetime)
//     IExampleSingletonService: a61f1ff4-0b14-4508-bd41-21d852484a7b (Always the same)
// ...
// Lifetime 2: Call 2 to provider.GetRequiredService<ServiceLifetimeReporter>()
//     IExampleTransientService: a8015c6a-08cd-4799-9ec3-2f2af9cbbfd2 (Always different)
//     IExampleScopedService: bba80089-1157-4041-936d-e96d81dd9d1c (Changes only with lifetime)
//     IExampleSingletonService: a61f1ff4-0b14-4508-bd41-21d852484a7b (Always the same)

在应用输出中，可以看到：

Transient 服务始终不同，每次检索服务时都会创建一个新实例。
Scoped 服务仅随新范围更改，但在范围内是同一实例。
Singleton 服务始终相同，仅创建新实例一次。

另请参阅

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