如何用反射实现依赖注入 动态创建和组装对象实例

依赖注入的核心思想是将对象创建和依赖管理交由外部容器处理,通过反射机制在运行时动态创建对象并解析构造函数参数,利用类型映射实现接口与实现的绑定,结合递归解析和缓存机制完成实例的自动组装,同时通过维护解析栈防止循环依赖,最终实现一个支持transient和singleton生命周期的简易di容器,尽管功能简单,但完整展现了主流di框架的核心原理。

如何用反射实现依赖注入 动态创建和组装对象实例

依赖注入(DI)的核心思想是将对象的创建和依赖关系的管理从代码中剥离出来,交由外部容器处理。利用反射机制,我们可以在运行时动态创建对象、解析依赖并自动组装实例,从而实现一个简易的依赖注入容器。以下是实现的关键思路和步骤。

一、通过反射动态创建对象

在没有依赖的情况下,创建对象很简单:

var instance = new MyClass();

但使用反射,我们可以在运行时根据类型信息创建实例:

Type type = typeof(MyClass);object instance = Activator.CreateInstance(type);

更进一步,如果构造函数有参数,反射也能处理:

ConstructorInfo ctor = type.GetConstructor(new[] { typeof(IService) });object[] args = { /* 已创建的依赖实例 */ };object instance = ctor.Invoke(args);

二、自动解析构造函数依赖

大多数依赖注入框架优先使用构造函数注入。我们可以用反射获取类型最长的构造函数(通常包含最多依赖),然后递归解析其参数类型。

public object CreateInstance(Type type){    // 查找最长的构造函数(最常用的注入方式)    ConstructorInfo ctor = type.GetConstructors()        .OrderByDescending(c => c.GetParameters().Length)        .First();    ParameterInfo[] parameters = ctor.GetParameters();    // 递归解析每个参数(依赖)    object[] args = parameters.Select(p =>    {        return Resolve(p.ParameterType); // 递归获取依赖实例    }).ToArray();    return ctor.Invoke(args);}
Resolve

方法是核心:它检查当前类型是否已注册,若未实例化则调用

CreateInstance

创建。

三、维护一个类型映射和实例缓存

为了支持接口到实现类的映射(如

IService

ServiceA

),我们需要一个注册表:

Dictionary _registrations = new();Dictionary _singletons = new();

注册示例:

public void Register() where TypeTo : TypeFrom{    _registrations[typeof(TypeFrom)] = typeof(TypeTo);}

支持生命周期管理:

Transient:每次创建新实例Singleton:首次创建后缓存实例

public object Resolve(Type serviceType){    // 如果是单例且已创建,直接返回    if (_singletons.ContainsKey(serviceType))        return _singletons[serviceType];    Type implType = _registrations.ContainsKey(serviceType)        ? _registrations[serviceType]        : serviceType;    object instance = CreateInstance(implType);    // 若是单例,缓存    if (/* 是单例注册 */)        _singletons[serviceType] = instance;    return instance;}

四、处理循环依赖

反射 + 递归容易在循环依赖时导致栈溢出,比如 A 依赖 B,B 又依赖 A。

简单防范策略:

Resolve

过程中维护一个“正在解析”的类型栈每次开始解析前检查是否已存在,若存在则抛出异常

HashSet _resolving = new();public object Resolve(Type serviceType){    if (_resolving.Contains(serviceType))        throw new InvalidOperationException($"Circular dependency detected: {serviceType}");    _resolving.Add(serviceType);    // ...解析逻辑...    _resolving.Remove(serviceType); // 完成后移除    return instance;}

五、完整简化示例(C#)

public class SimpleDIContainer{    private Dictionary _registrations = new();    private Dictionary _singletons = new();    private HashSet _resolving = new();    public void Register() where TTo : TFrom    {        _registrations[typeof(TFrom)] = typeof(TTo);    }    public void RegisterSingleton() where TTo : TFrom    {        Register();        // 提前标记为单例(或首次创建时缓存)    }    public T Resolve()    {        return (T)Resolve(typeof(T));    }    public object Resolve(Type serviceType)    {        if (_singletons.ContainsKey(serviceType))            return _singletons[serviceType];        if (_resolving.Contains(serviceType))            throw new Exception($"Circular dependency: {serviceType}");        _resolving.Add(serviceType);        try        {            Type implType = _registrations.ContainsKey(serviceType)                ? _registrations[serviceType]                : serviceType;            var ctor = implType.GetConstructors()                .OrderByDescending(c => c.GetParameters().Length)                .First();            var parameters = ctor.GetParameters();            var args = parameters.Select(p => Resolve(p.ParameterType)).ToArray();            var instance = ctor.Invoke(args);            if (_registrations.ContainsValue(implType) && /* 注册为 singleton */)            {                _singletons[serviceType] = instance;            }            return instance;        }        finally        {            _resolving.Remove(serviceType);        }    }}

使用方式:

var container = new SimpleDIContainer();container.Register();container.Register();var service = container.Resolve(); // 自动组装依赖

基本上就这些。虽然没有主流框架(如 Autofac、Microsoft.Extensions.DependencyInjection)那样高效和健壮,但它展示了反射 + 递归解析 + 类型映射是如何实现依赖注入的核心机制的。理解这些原理,有助于更好地使用现代 DI 框架,也能在特定场景下实现轻量级容器。

以上就是如何用反射实现依赖注入 动态创建和组装对象实例的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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