打造可测试过滤器逻辑：C#***过滤器与依赖注入的完美结合

# 1. 过滤器逻辑与C#基础

## 1.1 过滤器逻辑简介
过滤器（Filter）是编程中用于拦截请求、处理响应、执行安全性检查或更改输出内容的一种设计模式。在C#中，过滤器逻辑常用于Web API中，允许开发者在处理HTTP请求和响应之前或之后执行代码。这种模式提供了一种减少重复代码，增加代码模块化，以及管理跨多个应用程序和系统的共享行为的有效方法。

## 1.2 C#语言概述
C#（发音为"See Sharp"）是一种由微软开发的现代、类型安全的面向对象编程语言。它被设计为与.NET框架紧密集成，提供了丰富的语法和强大的开发工具集。C#的语法清晰、简洁，易于学习，同时支持面向对象、泛型、函数式编程等多种编程范式。

## 1.3 过滤器与C#的结合
结合C#语言的特性，过滤器可以在.NET环境中轻松实现。使用C#的特性（Attributes）、委托（Delegates）、事件（Events）等构建过滤器，为开发者提供了一种灵活的方式来增强应用程序的功能。例如，在Web API中，可以创建自定义的授权过滤器来控制对敏感资源的访问。随着对C#语言和过滤器逻辑的深入理解，开发者将能够构建更加高效、安全和易于维护的应用程序。

# 2. 理解依赖注入原则

### 2.1 依赖注入的核心概念

#### 2.1.1 控制反转（IoC）简介

控制反转（Inversion of Control，IoC）是软件工程中的一种设计原则，用来减少代码之间的耦合度，提高模块间的可复用性、可维护性和可扩展性。依赖注入是实现控制反转的一种技术。在传统的编程方式中，对象通常会自行创建或管理它们所依赖的其他对象，从而产生了直接依赖关系。IoC 则是将这些依赖关系的创建和维护交给外部环境（如容器或框架）来管理。

依赖注入作为一种实现IoC的技术，其核心思想是将对象间的依赖关系从代码中移除，通过外部配置或代码构造的方式动态地注入依赖对象。这样做的好处是能够在不修改依赖对象的实现情况下，轻松地替换实现逻辑，增强了代码的可测试性和可维护性。

// 控制反转示例代码
// 传统的直接依赖
public class Service 
{
    private IDependency dependency;
    public Service() 
    {
        this.dependency = new Dependency();
    }
}

// 使用依赖注入实现控制反转
public class Service
{
    private IDependency dependency;

    // 通过构造函数注入依赖
    public Service(IDependency dependency)
    {
        this.dependency = dependency;
    }
}

在上述代码中，`Service` 类需要使用 `IDependency` 接口的实现，传统方式是直接创建一个新的 `Dependency` 实例，而通过依赖注入的方式则是在构造函数中接收 `IDependency` 类型的实例，从而实现控制反转。

#### 2.1.2 依赖注入的类型及选择

依赖注入根据注入方式的不同，主要有三种类型：构造器注入（Constructor Injection）、属性注入（Property Injection）和方法注入（Method Injection）。每种注入方式都有其适用场景，选择合适的注入方式可以提高代码的清晰度和可维护性。

- **构造器注入**：通过类的构造函数注入依赖对象，这种方式可以在构造对象时就确保所有依赖都已被初始化。它符合单一职责原则和不可变性原则，使得依赖关系明确，易于管理。
- **属性注入**：通过类的属性来注入依赖对象，这种方式提供了更大的灵活性，依赖对象可以在对象生命周期的任何时刻进行设置。但是，它可能导致对象在某些情况下未完全初始化就被使用，可能会引起难以追踪的错误。

- **方法注入**：通过类的方法参数来传递依赖对象，这种方式比较少见，因为大多数依赖注入框架不支持这种模式。它适用于只需要一次性使用依赖的情况。

// 构造器注入示例
public class Service 
{
    private readonly IDependency dependency;

    public Service(IDependency dependency)
    {
        this.dependency = dependency;
    }
}

// 属性注入示例
public class Service
{
    public IDependency Dependency { get; set; }
}

// 方法注入示例
public class Service
{
    public void UseDependency(IDependency dependency)
    {
        // 使用依赖进行操作
    }
}

在选择依赖注入的类型时，应当考虑具体的应用场景和需求。通常建议优先选择构造器注入，因为它提供了良好的初始化约束和清晰的依赖关系。属性注入在需要时可以作为补充，而方法注入则尽量避免使用，以确保代码的可预测性和可测试性。

### 2.2 实现依赖注入的框架

#### 2.2.1 常用依赖注入框架对比

在.NET环境中，有多个流行的依赖注入框架可供选择，其中最知名的是Microsoft官方提供的 `Microsoft.Extensions.DependencyInjection`，其次是社区广泛使用的Autofac。它们各有特点，适用于不同的场景。

- **Microsoft.Extensions.DependencyInjection**：这是.NET Core及更高版本的官方依赖注入框架，其核心是 `IServiceCollection` 接口和 `IServiceProvider` 接口。它提供了简洁的API，易于上手，与.NET的集成度很高，适合在*** Core等微服务应用中使用。

- **Autofac**：Autofac是一个成熟的依赖注入库，其API灵活且功能强大，支持许多高级特性，例如依赖解析器、生命周期管理、装饰器模式等。适用于需要高度定制化依赖注入逻辑的复杂系统。

在选择依赖注入框架时，应根据项目的规模、团队的熟悉程度、性能要求等因素进行权衡。对于小型项目或个人项目，建议使用 `Microsoft.Extensions.DependencyInjection`，因为它足够简单且内置支持。对于大型企业级项目，Autofac可能更合适，特别是当需要一些高级功能来支持复杂的依赖关系时。

// 使用 Microsoft.Extensions.DependencyInjection 注册服务
var services = new ServiceCollection();
services.AddTransient<IDependency, Dependency>();
var serviceProvider = services.BuildServiceProvider();

// 使用 Autofac 注册服务
var builder = new ContainerBuilder();
builder.RegisterType<Dependency>().As<IDependency>();
var container = builder.Build();

#### 2.2.2 第三方依赖注入框架的集成

集成第三方依赖注入框架通常涉及几个步骤，包括定义服务、配置容器和服务的解析使用。具体过程取决于所选用的框架。以下是一个使用Autofac作为第三方依赖注入框架集成到*** Core项目的示例。

首先，需要在项目中安装Autofac和Autofac.Extensions.DependencyInjection NuGet包。

Install-Package Autofac
Install-Package Autofac.Extensions.DependencyInjection

然后，在 `Startup.cs` 文件中配置Autofac容器。

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        // 传统服务配置
        services.AddControllers();
    }

    public void ConfigureContainer(ContainerBuilder builder)
    {
        // 注册服务到Autofac容器
        builder.RegisterType<Dependency>().As<IDependency>();
        // 可以继续注册其他服务
    }

    public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
    {
        // 应用配置
    }
}

在 `ConfigureContainer` 方法中，通过 `ContainerBuilder` 实例，可以将需要的依赖服务注册到Autofac容器中。之后，当应用启动时，Autofac容器会接管服务的创建和管理。需要注意的是，使用第三方容器后，*** Core原生的服务容器被替换为Autofac容器，因此，原有的服务注册方式需要通过Autofac提供的API进行相应的调整。

### 2.3 设计可测试的代码

#### 2.3.* 单元测试的重要性

单元测试是软件开发中用于验证单个代码单元（如方法或函数）正确性的测试。一个单元测试覆盖了尽可能多的代码执行路径，并验证了输出结果的正确性。单元测试是持续集成和持续交付（CI/CD）流程中不可或缺的一环，有助于早期发现和修复缺陷，降低重构带来的风险。

设计可测试的代码意味着在编写代码时就考虑到如何对其进行单元测试。这通常涉及到以下几个方面：

- **编写松耦合的代码**：确保代码单元之间尽可能少地直接依赖，这样可以更容易地模拟和隔离测试对象。
- **使用依赖注入**：如前文所述，通过依赖注入可以更容易地替换掉实际依赖，从而在测试时使用模拟对象（Mock）替换真实的依赖。
- **避免使用静态方法和全局变量**：静态方法和全局变量会使得测试变得困难，因为它们通常难以在单元测试中替换。

编写可测试代码的同时，还需要编写相应的单元测试用例来验证代码行为。使用如NUnit、xUnit或MSTest等单元测试框架，可以简化测试用例的编写和执行。

// 一个简单的示例，使用NUnit进行单元测试
[TestFixture]
public class MyServiceTests
{
    private MyService _service;
    private IDependency _dependencyMock;

    [SetUp]
    public void Setup()
    {
        // 使用Mock框架模拟IDependency接口的实现
        _dependencyMock = Substitute.For<IDependency>();
        _service = new MyService(_dependencyMock);
    }

    [Test]
    public void TestMethod_WhenCalled_ReturnsExpectedValue()
    {
        // 设置模拟对象的行为
        _dependencyMock.GetDependencyValue().Returns("ExpectedResult");

        // 调用被测试的方法
        var result = _service.MyMethod();

        // 验证返回值是否符合预期
        Assert.AreEqual("ExpectedResult", result);
    }
}

在上述单元测试代码中，我们创建了一个测试用例来验证 `MyService` 类的 `MyMethod` 方法是否能够返回正确的结果。通过使用Moq库提供的 `Substitute.For<T>()` 方法创建了一个模拟对象 `_dependencyMock`，并通过 `Returns` 方法定义了模拟对象的行为。测试中调用 `MyMethod` 方法并使用断言来验证返回值是否符合预期。

#### 2.3.2 测试驱动开发（TDD）概述

测试驱动开发（Test-Driven Development，TDD）是一种软件开发方法，它要求开发者首先编写单元测试用例，然后再编写通过这些测试用例的生产代码，最后重构代码以满足新的需求。TDD流程大致可以分为以下几个步骤：

1. **编写失败的单元测试**：首先编写一个测试用例，描述某个功能点预期的行为，但是此时生产代码尚未实现。
2. **运行测试并观察失败**：运行该测试用例，由于没有实现任何代码，预期会看到测试失败的报告。
3. **编写最少量的生产代码**：编写足够让测试通过的最少量代码，此时可能只是简单的空实现或硬