C#中DI的作用域

在C#中，特别是在ASP.NET Core中，依赖注入（Dependency Injection, DI）提供了多种**作用域（Scopes）**来控制依赖对象的生命周期。作用域决定了对象实例在应用程序的不同生命周期阶段中的创建和销毁方式。ASP.NET Core DI容器提供了三种主要的作用域：

1. 瞬态（Transient）

• 概念: 每次请求服务时都会创建一个新的实例。也就是说，对于每一个依赖此服务的对象，都会获得一个新的服务实例。

• 适用场景: 适用于轻量级、无状态的服务或不共享状态的对象。

• 优点: 确保每个使用它的对象都拥有自己的实例，不会发生状态共享问题。

• 缺点: 如果对象的创建成本较高且频繁创建，可能会影响性能。

示例:

services.AddTransient<IService, Service>();

解释: 每次请求 IService 时，都会返回一个新的 Service 实例。

2. 作用域内实例（Scoped）

• 概念: 在同一个请求或操作过程中，共享同一个服务实例。每个请求或操作开始时创建服务实例，并在该请求完成时销毁该实例。

• 适用场景: 适用于依赖于请求上下文或操作周期的服务。特别适合Web应用程序中与用户会话、请求有关的服务。

• 优点: 保证每个请求（或操作）获得相同的服务实例，避免了不必要的实例创建。

• 缺点: 服务的状态将在整个请求中共享，多个服务使用同一实例时可能会产生副作用。

示例:

services.AddScoped<IService, Service>();

解释: 在一次HTTP请求的整个生命周期中，无论有多少次调用 IService，都会得到相同的 Service 实例。

3. 单例（Singleton）

• 概念: 在应用程序的整个生命周期中，服务实例只会被创建一次，并且所有依赖该服务的对象都会共享同一个实例。

• 适用场景: 适用于全局状态或跨请求共享的服务，如缓存服务、配置服务等。

• 优点: 内存使用量少，避免重复创建相同对象，尤其是当对象创建成本较高时。

• 缺点: 如果服务持有状态，并且多个用户/请求共享此状态，可能会导致数据不一致或线程安全问题。需确保单例服务是线程安全的。

示例:

services.AddSingleton<IService, Service>();

解释: 应用程序启动时，会创建一个 Service 实例，并且在应用程序生命周期中，所有对 IService 的请求都会返回该实例。

4. 其他作用域（仅在特殊场景下）

• 自定义作用域: 虽然ASP.NET Core内置了上述三种作用域，但你可以在某些情况下创建自定义的作用域。例如，某些后台任务可能会需要一个单独的作用域来隔离依赖关系。

• 外部容器集成: 如果使用了第三方DI容器（如 Autofac 或 Ninject），它们可能还支持更多的作用域控制，比如请求/会话作用域等。

作用域选择的考量因素

• 性能: 对于轻量、无状态的服务，可以选择 Transient。但如果对象创建昂贵且可以重用，选择 Scoped 或 Singleton 会更高效。

• 状态管理: 对于需要在整个应用程序生命周期内共享的状态，适合用 Singleton。对于在一个请求中共享状态而不跨请求共享，使用 Scoped。

• 线程安全性: 单例对象由于被多个线程共享，必须确保线程安全。瞬态和作用域内实例通常不需要处理线程安全问题，因为它们不会跨线程共享。

示例：如何使用不同作用域

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        // Transient: 每次请求 IService 都会创建一个新实例
        services.AddTransient<IService, TransientService>();

        // Scoped: 在同一个请求中共享实例，不同请求使用不同实例
        services.AddScoped<IService, ScopedService>();

        // Singleton: 所有请求共享同一个实例
        services.AddSingleton<IService, SingletonService>();
    }
}

总结

• Transient: 每次请求创建新实例，适合无状态服务。

• Scoped: 每个请求共享同一实例，适合依赖于请求上下文的服务。

• Singleton: 整个应用程序生命周期共享一个实例，适合需要全局状态的服务。