Объясните концепцию dependency injection и как она реализуется в C#.

Dependency Injection в C# и контейнер .NET

Dependency Injection (DI) — паттерн, при котором зависимости объекта передаются снаружи, а не создаются внутри. В .NET это реализует встроенный IoC-контейнер из пакета Microsoft.Extensions.DependencyInjection, который регистрирует сервисы и разрешает их через конструкторы.

Регистрация сервисов

// Program.cs (ASP.NET Core)
var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

// Transient: новый экземпляр на каждый запрос зависимости
builder.Services.AddTransient<IEmailSender, SmtpEmailSender>();

// Scoped: один экземпляр на HTTP-запрос
builder.Services.AddScoped<IJobRepository, JobRepository>();
builder.Services.AddScoped<AppDbContext>(); // EF Core DbContext — всегда Scoped

// Singleton: один экземпляр на время жизни приложения
builder.Services.AddSingleton<ICacheService, RedisCacheService>();
builder.Services.AddSingleton<IConfiguration>(builder.Configuration);

// Фабричная регистрация
builder.Services.AddTransient<ISearchClient>(sp =>
{
    var cfg = sp.GetRequiredService<IConfiguration>();
    return new MeilisearchClient(cfg["Search:Url"]!, cfg["Search:ApiKey"]!);
});

Внедрение через конструктор

public class JobRepository : IJobRepository
{
    private readonly AppDbContext _db;
    private readonly ILogger<JobRepository> _logger;

    // DI-контейнер разрешает зависимости автоматически
    public JobRepository(AppDbContext db, ILogger<JobRepository> logger)
    {
        _db = db;
        _logger = logger;
    }

    public async Task<Job?> GetByIdAsync(Guid id, CancellationToken ct)
    {
        _logger.LogDebug("Fetching job {Id}", id);
        return await _db.Jobs
            .AsNoTracking()
            .FirstOrDefaultAsync(j => j.Id == id, ct);
    }
}

Жизненные циклы и когда что использовать

• Transient — лёгкие stateless-сервисы без shared state (валидаторы, mappers). Создаётся и уничтожается на каждом resolve.
• Scoped — сервисы, привязанные к единице работы: HTTP-запрос, Background Job. DbContext всегда Scoped — один контекст на запрос гарантирует целостность change tracker.
• Singleton — дорогие в создании или разделяемые объекты: HTTP-клиенты (через IHttpClientFactory), кеш, конфиги. Должны быть thread-safe.

Keyed services (ASP.NET Core 8+)

// Регистрация нескольких реализаций одного интерфейса с ключом
builder.Services.AddKeyedSingleton<IPaymentGateway, StripeGateway>("stripe");
builder.Services.AddKeyedSingleton<IPaymentGateway, YooKassaGateway>("yookassa");

// Получение по ключу
public class PaymentService(
    [FromKeyedServices("stripe")] IPaymentGateway stripe,
    [FromKeyedServices("yookassa")] IPaymentGateway yookassa)
{ ... }

Подводные камни

• Captive dependency (захваченная зависимость). Singleton, захвативший Scoped-зависимость — самая частая ошибка. Singleton живёт вечно и держит Scoped-объект, который должен умирать на каждом запросе. При включённой валидации (ValidateOnBuild = true) контейнер бросит исключение на старте.
• Resolver в конструкторе. Не используйте IServiceProvider.GetService<T>() внутри конструкторов — это Service Locator антипаттерн. Внедряйте зависимости явно.
• DbContext в Singleton. DbContext не thread-safe; регистрация как Singleton приведёт к concurrency-исключениям. Всегда Scoped.
• IHttpClientFactory vs new HttpClient. Создание new HttpClient() в Singleton исчерпывает сокеты (socket exhaustion). Используйте IHttpClientFactory с именованными клиентами.
• Dispose и Scoped. Контейнер вызывает Dispose на Scoped/Transient-сервисах в конце scope. Если зависимость создана вне контейнера и передана через AddSingleton(instance) — контейнер её не Dispose-ит.
• Открытые дженерики. services.AddTransient(typeof(IRepository<>), typeof(Repository<>)) — регистрация открытого дженерика. Не все контейнеры поддерживают это одинаково.

• Путать dependency injection и контейнер сервисов .NET с похожим механизмом из другой версии или платформы.
• Игнорировать runtime-границы C#: lifecycle, DI scope, SQL translation, UI thread или platform API.
• Не обсуждать null/empty/error cases и поведение под нагрузкой.

• Кандидат объясняет dependency injection и контейнер сервисов .NET на конкретном примере, а не только определением.
• Указывает последствия для производительности, тестируемости и поддержки.
• Различает документированное поведение текущего стека и устаревшие практики.