少有人走的路勇哥注：
本文为引用，但是勇哥穿插编写了C# 版的演示代码。
作者：Mingqi
链接：https://www.zhihu.com/question/23277575/answer/169698662
要了解控制反转( Inversion of Control ), 我觉得有必要先了解软件设计的一个重要思想：
依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle ）。
什么是依赖倒置原则？假设我们设计一辆汽车：先设计轮子，然后根据轮子的大小设计底盘，
接着根据底盘设计车身，最后根据车身设计好整个汽车。
这里就出现了一个“依赖”关系：汽车依赖车身，车身依赖底盘，底盘依赖轮子。
这样的设计看起来没问题，但是可维护性却很低。
假设设计完工之后，上司却突然说根据市场需求的变动，要我们把车子的轮子设计都改大一码。
这下我们就蛋疼了：因为我们是根据轮子的尺寸设计的底盘，轮子的尺寸一改，底盘的设计就得修改；
同样因为我们是根据底盘设计的车身，那么车身也得改，同理汽车设计也得改——整个设计几乎都得改！
我们现在换一种思路。我们先设计汽车的大概样子，然后根据汽车的样子来设计车身，
根据车身来设计底盘，最后根据底盘来设计轮子。
这时候，依赖关系就倒置过来了：轮子依赖底盘， 底盘依赖车身， 车身依赖汽车。
这时候，上司再说要改动轮子的设计，我们就只需要改动轮子的设计，而不需要动底盘，车身，汽车的设计了。
这就是依赖倒置原则——把原本的高层建筑依赖底层建筑“倒置”过来，变成底层建筑依赖高层建筑。
高层建筑决定需要什么，底层去实现这样的需求，但是高层并不用管底层是怎么实现的。
这样就不会出现前面的“牵一发动全身”的情况。
控制反转（Inversion of Control） 就是依赖倒置原则的一种代码设计的思路。
具体采用的方法就是所谓的依赖注入（Dependency Injection）。
其实这些概念初次接触都会感到云里雾里的。说穿了，这几种概念的关系大概如下：
为了理解这几个概念，我们还是用上面汽车的例子。只不过这次换成代码。
我们先定义四个Class，车，车身，底盘，轮胎。然后初始化这辆车，最后跑这辆车。代码结构如下：
C#代码如下：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace ConsoleApplication6
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Car car = new Car();
car.Run();
Console.ReadKey();
}
}
public class Car
{
private Framework frame;
public Car()
{
this.frame = new Framework();
}
public void Run()
{
Console.WriteLine($"车run起来了");
}
}
public class Framework
{
private Bottom bottom;
public Framework()
{
this.bottom = new Bottom();
}
}
public class Bottom
{
private Tire tire;
public Bottom()
{
this.tire = new Tire();
}
}
public class Tire
{
private int size;
public Tire()
{
this.size = 30;
}
}
}这样，就相当于上面第一个例子，上层建筑依赖下层建筑——每一个类的构造函数都直接调用了底层代码的构造函数。
假设我们需要改动一下轮胎（Tire）类，把它的尺寸变成动态的，而不是一直都是30。
我们需要这样改：
由于我们修改了轮胎的定义，为了让整个程序正常运行，我们需要做以下改动：
C#代码：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace ConsoleApplication6
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Car car = new Car();
car.Run();
Console.ReadKey();
}
}
public class Car
{
private Framework frame;
public Car()
{
this.frame = new Framework(400);
}
public void Run()
{
Console.WriteLine($"车run起来了");
}
}
public class Framework
{
private Bottom bottom;
public Framework(int _size)
{
this.bottom = new Bottom(_size);
}
}
public class Bottom
{
private Tire tire;
public Bottom(int _size)
{
this.tire = new Tire(_size);
}
}
public class Tire
{
private int size;
public Tire(int _size)
{
this.size = _size;
}
}
}由此我们可以看到，仅仅是为了修改轮胎的构造函数，这种设计却需要修改整个上层所有类的构造函数！
在软件工程中，这样的设计几乎是不可维护的——在实际工程项目中，有的类可能会是几千个类的底层，
如果每次修改这个类，我们都要修改所有以它作为依赖的类，那软件的维护成本就太高了。
所以我们需要进行控制反转（IoC），及上层控制下层，而不是下层控制着上层。
我们用依赖注入（Dependency Injection）这种方式来实现控制反转。
所谓依赖注入，就是把底层类作为参数传入上层类，实现上层类对下层类的“控制”。
这里我们用构造方法传递的依赖注入方式重新写车类的定义：
这里我们再把轮胎尺寸变成动态的，同样为了让整个系统顺利运行，我们需要做如下修改：
C#的演示代码：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace ConsoleApplication6
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Tire tire = new Tire(400);
Bottom bottom = new Bottom(tire);
Framework frame = new Framework(bottom);
Car car = new Car(frame);
car.Run();
Console.ReadKey();
}
}
public class Car
{
private Framework frame;
public Car(Framework _frame)
{
this.frame = _frame;
}
public void Run()
{
Console.WriteLine($"车run起来了");
}
}
public class Framework
{
private Bottom bottom;
public Framework(Bottom _bottom)
{
this.bottom = _bottom;
}
}
public class Bottom
{
private Tire tire;
public Bottom(Tire _tire)
{
this.tire = _tire;
}
}
public class Tire
{
private int size;
public Tire(int _size)
{
this.size = _size;
}
}
}看到没？这里我只需要修改轮胎类就行了，不用修改其他任何上层类。这显然是更容易维护的代码。
不仅如此，在实际的工程中，这种设计模式还有利于不同组的协同合作和单元测试：
比如开发这四个类的分别是四个不同的组，那么只要定义好了接口，四个不同的组可以同时进行开发而不相互受限制；
而对于单元测试，如果我们要写Car类的单元测试，就只需要Mock一下Framework类传入Car就行了，
而不用把Framework, Bottom, Tire全部new一遍再来构造Car。
这里我们是采用的构造函数传入的方式进行的依赖注入。
其实还有另外两种方法：Setter传递和接口传递。
这里就不多讲了，核心思路都是一样的，都是为了实现控制反转。
看到这里你应该能理解什么控制反转和依赖注入了。那什么是控制反转容器(IoC Container)呢？
其实上面的例子中，对车类进行初始化的那段代码发生的地方，就是控制反转容器。
显然你也应该观察到了，因为采用了依赖注入，在初始化的过程中就不可避免的会写大量的new。
这里IoC容器就解决了这个问题。
这个容器可以自动对你的代码进行初始化，你只需要维护一个Configuration（可以是xml可以是一段代码），
而不用每次初始化一辆车都要亲手去写那一大段初始化的代码。
这是引入IoC Container的第一个好处。
IoC Container的第二个好处是：我们在创建实例的时候不需要了解其中的细节。
在上面的例子中，我们自己手动创建一个车instance时候，是从底层往上层new的：
这个过程中，我们需要了解整个Car/Framework/Bottom/Tire类构造函数是怎么定义的，才能一步一步new/注入。
而IoC Container在进行这个工作的时候是反过来的，它先从最上层开始往下找依赖关系，
到达最底层之后再往上一步一步new（有点像深度优先遍历）：
这里IoC Container可以直接隐藏具体的创建实例的细节，在我们来看它就像一个工厂：
我们就像是工厂的客户。我们只需要向工厂请求一个Car实例，然后它就给我们按照Config创建了一个Car实例。
我们完全不用管这个Car实例是怎么一步一步被创建出来。
C#演示代代码：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace ConsoleApplication10
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
汽车 card = new 汽车();
Console.ReadKey();
}
}
public class 轮胎
{
private int size = 400;
public 轮胎(int _size)
{
this.size = _size;
Console.WriteLine($"3.轮胎 size={size}");
}
}
public class 底盘
{
private 轮胎 tire;
public 底盘(轮胎 _tire)
{
this.tire = _tire;
Console.WriteLine("2.底盘");
}
}
public class 车身
{
private 底盘 bottom;
public 车身(底盘 _bottom)
{
this.bottom = _bottom;
Console.WriteLine("1.车身");
}
}
/*
注入过程：
---------------------------------------------
注入 注入 注入
我要创建car实例--> new轮胎 --> new底盘 --> new车身 --> new汽车
IoC执行时的过程：
---------------------------------------------
查表 查表 查表
我要创建car实例 --> car需要车身 --> 车身需要底盘 --> 底盘需要轮胎 -->
new轮胎-->new底盘-->new车身-->new汽车
*/
public class 汽车
{
public 车身 firework;
public 汽车()
{
轮胎 tire = new 轮胎(500);
底盘 bottom = new 底盘(tire);
firework = new 车身(bottom);
Console.WriteLine("初始化车");
}
}
}实际项目中，有的Service Class可能是十年前写的，有几百个类作为它的底层。
假设我们新写的一个API需要实例化这个Service，我们总不可能回头去搞清楚这几百个类的构造函数吧？
IoC Container的这个特性就很完美的解决了这类问题——因为这个架构要求你在写class的时候需要写相应的Config文件，
所以你要初始化很久以前的Service类的时候，前人都已经写好了Config文件，
你直接在需要用的地方注入这个Service就可以了。这大大增加了项目的可维护性且降低了开发难度。
这里只是很粗略的讲了一下我自己对IoC和DI的理解。
主要的目的是在于最大限度避免晦涩难懂的专业词汇，用尽量简洁，通俗，直观的例子来解释这些概念。
如果让大家能有一个类似“哦！原来就是这么个玩意嘛！”的印象，我觉得就OK了。
想要深入了解的话，可以上网查阅一些更权威的资料。
这里推荐一下 Dependency injection 和
Inversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern 这两篇文章，讲的很好很详细。
勇哥注： Inversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern
的中文翻译版本，见下面：
