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面试题:C#反射与动态类型创建在依赖注入框架中的应用原理

请阐述在C#的依赖注入框架(如Autofac等)中,反射机制与动态类型创建是如何协同工作来实现依赖的自动解析和注入的。并举例说明一些关键的实现点或技术细节。
45.4万 热度难度
编程语言C#

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反射机制与动态类型创建协同工作原理

  1. 反射获取类型信息:依赖注入框架利用反射来获取程序集中类型的元数据。在Autofac中,当注册组件时,框架通过反射获取类型的构造函数、属性等信息。例如,假设有一个接口 IUserService 及其实现类 UserService
public interface IUserService
{
    string GetUserName();
}

public class UserService : IUserService
{
    public string GetUserName()
    {
        return "John Doe";
    }
}

在Autofac中注册时,通过反射找到 UserService 的构造函数信息。

var builder = new ContainerBuilder();
builder.RegisterType<UserService>().As<IUserService>();
  1. 动态类型创建:基于反射获取的类型信息,框架动态创建类型的实例。当需要解析依赖时,例如在某个类中需要注入 IUserService
public class HomeController
{
    private readonly IUserService _userService;

    public HomeController(IUserService userService)
    {
        _userService = userService;
    }

    public string GetUser()
    {
        return _userService.GetUserName();
    }
}

Autofac通过反射获取 HomeController 的构造函数,发现需要注入 IUserService,然后根据之前注册的映射关系,利用反射动态创建 UserService 的实例,并将其注入到 HomeController 的构造函数中。

关键实现点与技术细节

  1. 构造函数选择:如果一个类型有多个构造函数,依赖注入框架需要选择合适的构造函数进行实例化。Autofac默认选择参数最多的构造函数。例如:
public class SomeService
{
    public SomeService() { }

    public SomeService(int value) { }
}

Autofac会选择 SomeService(int value) 构造函数(前提是能解析 int 类型的依赖)。如果想指定构造函数,可以使用 WithParameter 方法:

builder.RegisterType<SomeService>()
       .WithParameter(new TypedParameter(typeof(int), 10));
  1. 属性注入:除了构造函数注入,还可以进行属性注入。例如:
public class AnotherService
{
    public IUserService UserService { get; set; }

    public string GetUserFromAnotherService()
    {
        return UserService.GetUserName();
    }
}

在Autofac中启用属性注入:

builder.RegisterType<AnotherService>()
       .PropertiesAutowired();

这样框架会在创建 AnotherService 实例后,通过反射设置 UserService 属性。 3. 生命周期管理:依赖注入框架还管理组件的生命周期。例如在Autofac中,可以设置组件为单例模式:

builder.RegisterType<UserService>().As<IUserService>().SingleInstance();

这意味着整个应用程序生命周期内只会创建一个 UserService 实例。框架通过反射创建实例后,会缓存该实例,后续解析依赖时直接返回缓存的实例。