Net6 Configuration & Options 源码分析 Part2 Options 模型

  • A+
所属分类:.NET技术
摘要

第二部分主要记录Options 模型
OptionsConfigurationServiceCollectionExtensions类提供了对Options 模型与配置系统的Configure方法的扩展


Net6 Configuration & Options 源码分析 Part2 Options

第二部分主要记录Options 模型
OptionsConfigurationServiceCollectionExtensions类提供了对Options 模型配置系统的Configure方法的扩展

1. 直接使用Options

直接使用Options

在Starup ConfigService中经常会看到把一个拉姆达注册成配置项例如:.Configure<Profile>(it ->it.age = 18),我们称这个拉姆达为Configure Action,其实这是使用了一个包装类,包装你的Configure Action委托,并把这个类的实例注册到Service容器中。它实现IOptions与拉姆达如何映射的,这一切由OptionsServiceCollectionExtensionsOptionsFacotry等实现的。你也可以直接像下面这样使用

var profile = new Servicecollection ().Addoptions().Configure<Profile>(it ->it.age = 18).BuildServiceProvider().GetRequiredService<IOptions<Profile>>().Value; 

配置服务注册源码分析/Configure Action包装类的注册

OptionsServiceCollectionExtensions 作为配置服务的扩展类下面有三种类型的扩展方法分别是Configure、PostConfigure、AddOptions,前两所对应的服务为IConfigureOptions与IPostConfigureOptions 区别仅仅是为了实现配置Configure Action的执行时机,IPostConfigureOptions会后执行,而AddOptions本质上还是注册前两种,注册成面上看起来AddOptions注册的Configure Action具有了参数可以访问其它DI内服务。
注意:就算你使用了三个注册方式注册一次或多次对同一个TOptions进行注册,他们其实是操作的同一个TOptions给你。这体现在OptionsFactory.Create上,也是我们想要的效果。

以下代码为Configure、PostConfigure的服务注册逻辑。

Configure、PostConfigure、扩展方法注册的 Configure Action会由IConfigureOptions与IPostConfigureOptions 接口对应的包装类进行包装。属性均是Action,Configure Action的执行是在Configure方法中。IConfigureOptions与IPostConfigureOptions的大量泛型类是为了实现使用AddOptions注册的Configure Action访问其它DI内服务。会在下面单独记录。

值得注意的是ConfigureAll如果你此方法去注入一个Name 为null 的 Configure Action包装类逻辑体现在ConfigureNamedOptions.Configure/PostConfigureOptions.Configure方法上。,官方说法:“Configure ALL options instances, both named and default”翻译后扩展方法将配置应用于所有选项,包括命名实例和默认实例。

Configure -> ConfigureNamedOptions
PostConfigure -> PostConfigureOptions

public static class OptionsServiceCollectionExtensions {     ...    public static IServiceCollection Configure<TOptions>(this IServiceCollection services!!, string? name, Action<TOptions> configureOptions!!)             where TOptions : class     {         services.AddOptions();         services.AddSingleton<IConfigureOptions<TOptions>>(new ConfigureNamedOptions<TOptions>(name, configureOptions));         return services;     }      public static IServiceCollection PostConfigure<TOptions>(this IServiceCollection services!!, string? name, Action<TOptions> configureOptions!!)     where TOptions : class     {         services.AddOptions();         services.AddSingleton<IPostConfigureOptions<TOptions>>(new PostConfigureOptions<TOptions>(name, configureOptions));         return services;     }     ... } 
public class ConfigureNamedOptions<TOptions> : IConfigureNamedOptions<TOptions> where TOptions : class {     public ConfigureNamedOptions(string? name, Action<TOptions>? action)     {         Name = name;         Action = action;     }     public virtual void Configure(string? name, TOptions options!!)     {         // Null name is used to configure all named options.// Name的过滤以及Configure 逻辑就是在这里体现的         if (Name == null || name == Name)         {             Action?.Invoke(options);         }     } } public class PostConfigureOptions<TOptions> : IPostConfigureOptions<TOptions> where TOptions : class {     public PostConfigureOptions(string? name, Action<TOptions>? action)     {         Name = name;         Action = action;     }      public virtual void PostConfigure(string? name, TOptions options!!)     {         if (Name == null || name == Name)         {             Action?.Invoke(options);         }     } }  
以下代码为AddOptions 的服务注册逻辑。

AddOptions:此方法会帮你构建一个OptionsBuilder,并非向Service容器注入,而是利用其builder类的Configure方法向Service容器具体注入。其下面的大量重载 Configure方法会帮你创建基于IConfigureNamedOptions/IPostConfigureOptions不同数量的泛型类. 其目的就是为了解决在“ Configure Action”中使用其它服务。
设计思路很好可以参考

整体思路大概是,先用AddOptions扩展方法创建了一个OptionsBuilder对象,然后调用它重载方法Configure<TService...>去创建具有多个泛型的ConfigureNamedOptions对象。ConfigureNamedOptions的Configure在执行Action委托时会用serviceProvider获取到TService泛型服务。作为参数传入Action委托。这样委托在真正被执行时就会拿到对应的服务。

public static class OptionsServiceCollectionExtensions {     ...     public static OptionsBuilder<TOptions> AddOptions<TOptions>(this IServiceCollection services!!, string? name)         where TOptions : class     {         services.AddOptions();         return new OptionsBuilder<TOptions>(services, name);     }     ... }  
public class OptionsBuilder<TOptions> where TOptions : class {     ...     public virtual OptionsBuilder<TOptions> Configure<TDep>(Action<TOptions, TDep> configureOptions!!) where TDep : class     {         Services.AddTransient<IConfigureOptions<TOptions>>(sp =>             new ConfigureNamedOptions<TOptions, TDep>(Name, sp.GetRequiredService<TDep>(), configureOptions));         return this;     }     ... }  public class ConfigureNamedOptions<TOptions, TDep> : IConfigureNamedOptions<TOptions> {     ...     public ConfigureNamedOptions(string? name, TDep dependency, Action<TOptions, TDep>? action)     {         Name = name;         Action = action;         Dependency = dependency;     }      public virtual void Configure(string? name, TOptions options!!)     {         // Null name is used to configure all named options.         if (Name == null || name == Name)         {             Action?.Invoke(options, Dependency);         }     }     ... }  

总结

注入到服务的扩展方法(OptionsServiceCollectionExtensions) 服务类 服务实现类 使用 生命周期 备注
Configure IConfigureOptions ConfigureNamedOptions 被OptonsFactory使用 Singleton ConfigureAll,在IPostConfigureOptions前执行Configure Action
PostConfigure IPostConfigureOptions PostConfigureOptions 被OptonsFactory使用 Singleton ConfigureAll 在IConfigureOptions后执行Configure Action
AddOptions IConfigureOptions/IPostConfigureOptions ConfigureNamedOptions/PostConfigureOptions 被OptonsFactory使用 Singleton 辅助注入一个可以访问其它服务的Configure Action

配置Otpns服务的使用

首先在固有想法上注入的服务直接会拿来使用。而在这里注入的均为IConfigureOptions/IPostConfigureOptions服务我们管他们叫Configure Action的包装类,而要使用这些服务是通过IOptions/IOptionsSnapshot/IOptionsMonitor去获得。我们称这三个服务为OptionsManger类

注册的基础服务(OptionsServiceCollectionExtensions.AddOptions)

这里整理出来IOptions/IOptionsSnapshot/IOptionsMonitor三种OptionsManger的区别。
服务类|服务实现类|使用|生命周期|备注|
---|:--?:--?:--?:--?--:
IOptions|UnnamedOptionsManager|直接在DI|Singleton|在应用启动后读取配置数据且配置更新后获取不到新的变更。实现逻辑:直接调用OptionsFactory.Create(Options.DefaultName)拿到所有Configure Action的包装类 执行包装类配置方法|
IOptionsSnapshot|OptionsManager|同上|Scoped:|区别,通过使用 IOptionsSnapshot,针对请求生存期访问和缓存选项时,每个请求都会计算一次选项。 当使用支持读取已更新的配置值的配置提供程序时,将在应用启动后读取对配置所做的更改。实现逻辑:用Factory创建完后得缓存下。非常的简单。|
IOptionsMonitor|OptionsMonitor|同上|Singleton|区别,当配置发生改变是由他提供的配置会实时更新。|

IOptions 使用Demo

var source = new Dictionary<string, string>{     {"TestOptions:Key1" ,"TestOptions key1"}, }; var config = new ConfigurationBuilder().Add(new MemoryConfigurationSource() { InitialData = source }).Build(); ServiceCollection services = new ServiceCollection(); services.AddOptions(); services.Configure<TestOptions>(config.GetSection("TestOptions")); // Import the "Microsoft.Extensions.Options.ConfigurationExtensions" package. var serviceProvider = services.BuildServiceProvider(); IOptions<TestOptions> options = serviceProvider.GetService<IOptions<TestOptions>>(); Console.WriteLine(options.Value.Key1); Console.ReadLine(); public class TestOptions {     public string Key1 { get; set; } } 

IOptions 使用源码分析

以第一个为例:UnnamedOptionsManager 的value属性的get 访问器其内部直接调用OptionsFactory.Craete Create就更简单了。构造方法就把所有的 IConfigureOptions/IPostConfigureOptions拿到了。直接循环两个集合,并调用Configure方法就Ok了 Caonfigure内部执行注入的Action 对TOptions实例一顿操作。

internal sealed class UnnamedOptionsManager<[DynamicallyAccessedMembers(Options.DynamicallyAccessedMembers)] TOptions> : IOptions<TOptions>where TOptions : class     {         private volatile TOptions? _value;         public UnnamedOptionsManager(IOptionsFactory<TOptions> factory) => _factory = factory;         public TOptions Value         {             get             {                 if (_value is TOptions value)                 {                     return value;                 }                 return _value ??= _factory.Create(Options.DefaultName);             }         }     } 
public class OptionsFactory<[DynamicallyAccessedMembers(Options.DynamicallyAccessedMembers)] TOptions> :     IOptionsFactory<TOptions>     where TOptions : class {     ...      public TOptions Create(string name)     {         // 创建Toptions 实例对象         TOptions options = CreateInstance(name);         // 依次调用注册的 Configure Action         // 先执行IConfigureOptions包装的Configure Action.         foreach (IConfigureOptions<TOptions> setup in _setups)         {             if (setup is IConfigureNamedOptions<TOptions> namedSetup)             {                 namedSetup.Configure(name, options);             }             else if (name == Options.DefaultName)             {                 setup.Configure(options);             }         }         // 在执行 IPostConfigureOptions包装的Configure Action.         foreach (IPostConfigureOptions<TOptions> post in _postConfigures)         {             post.PostConfigure(name, options);         }         // 执行验证逻辑         if (_validations.Length > 0)         {             var failures = new List<string>();             foreach (IValidateOptions<TOptions> validate in _validations)             {                 ValidateOptionsResult result = validate.Validate(name, options);                 if (result is not null && result.Failed)                 {                     failures.AddRange(result.Failures);                 }             }             if (failures.Count > 0)             {                 throw new OptionsValidationException(name, typeof(TOptions), failures);             }         }          return options;     }     ... } 

IOptionsSnapshot 使用Demo

因实现逻辑基本与IOptons相同这里就不多做记录。

var source = new Dictionary<string, string>{     {"TestOptions:Key1" ,"TestOptions key1"}, }; var config = new ConfigurationBuilder().Add(new MemoryConfigurationSource() { InitialData = source }).Build(); ServiceCollection services = new ServiceCollection(); services.AddOptions(); services.Configure<TestOptions>("TestOptions", config.GetSection("TestOptions")); // Import the "Microsoft.Extensions.Options.ConfigurationExtensions" package. var serviceProvider = services.BuildServiceProvider(); IOptionsSnapshot<TestOptions> optionsAccessor = serviceProvider.GetRequiredService<IOptionsSnapshot<TestOptions>>(); Console.WriteLine(optionsAccessor.Get("TestOptions").Key1); Console.ReadLine(); public class TestOptions {     public string Key1 { get; set; } } 

配置源的同步 IOptionsMonitor 的使用 Demo

源码在part3 单独分析。

var configuration = new ConfigurationBuilder().AddJsonFile(path: "profile.json",                                                            optional: false,                                                            reloadOnChange: true).Build(); new ServiceCollection().AddOptions().Configure<Profile>(configuration).BuildServiceProvider().GetRequiredService<IOptionsMonitor<Profile>>().OnChange(profile => Console.WriteLine($"changed: {profile.Age}")); Console.Read();  public class Profile {     public int Age { get; set; } } 

"Options模型"“配置系统”结合。

2. 将配置绑定为Options对象

如下两个demo分别演示了"Options模型"“配置系统”结合的结合使用。
Demo1

var configuration = new ConfigurationBuilder ().AddJsonFile ("profile.json").Build (); var profile = new ServiceCollection().AddOptions().Configure<Profile>(configuration).BuildServiceProvider().GetRequiredService<IOptions<Profile>>().Value;   

Demo2

var source = new Dictionary<string, string>{     {"TestOptions:Key1" ,"TestOptions key1"},     {"TestOptions:Key2" ,"TestOptions key2"},     {"UserInfo:key1" ,"UserInfo"}, };  var config = new ConfigurationBuilder().Add(new MemoryConfigurationSource() { InitialData = source }).Build(); ServiceCollection services = new ServiceCollection(); services.AddOptions(); services.Configure<TestOpetion>(config.GetSection("TestOptions")); // Import the "Microsoft.Extensions.Options.ConfigurationExtensions" package. var serviceProvider = services.BuildServiceProvider(); var options = serviceProvider.GetRequiredService<IOptions<TestOpetion>>(); Console.WriteLine(options.Value.Key1); Console.ReadLine(); public class TestOpetion{     public string Key1{ get; set; }     public string Key2 { get; set; } } 

以上操作步骤为OptionsConfigurationServiceCollectionExtensions类定义了对 Configure的扩展,有三个参数string name、config(IConfiguration),configureBinder的委托,第一个参数是TOptions的name, 第二个表示配置系统的IConfiguration,第三个configureBinder 是配置系统在映射Toptions时候的一些配置

原理很简单,因为有了ServiceCollection的支持,那么就往里面帮我们注入一个类型为IConfigureOptions 实际为new NamedConfigureFromConfigurationOptions的类。那么NamedConfigureFromConfigurationOptions类构造函数里面直接把BindFromOptions方法作为Configure Action传给父类ConfigureNamedOptions 也就是说此类是帮我们提供了一个调用了configureBinder的Configure Action。(config.Bind(options, configureBinder)这个Bing是扩展方法,ConfigurationBinder是个帮助类)。这样看来NamedConfigureFromConfigurationOptions唯一的作用就是帮帮我们组织了一个Configure Action免得你去自己写了。
关于configureBinder基本逻辑基本是根据TOptions的Type 对象反射出信息,然后第二个参数config(配置系统提供数据的接口)拿数据,在把对应的数据绑定在TOptions 对象上。

public static IServiceCollection Configure<[DynamicallyAccessedMembers(DynamicallyAccessedMemberTypes.All)] TOptions>(this IServiceCollection services!!, string? name, IConfiguration config!!, Action<BinderOptions>? configureBinder)     where TOptions : class {     services.AddOptions();     // 用于支持**“配置系统”**与 **"Options模型"**结合后当配置系统发生更新时回调options时注册的回调函数。后面会说到     services.AddSingleton<IOptionsChangeTokenSource<TOptions>>(new ConfigurationChangeTokenSource<TOptions>(name, config));     // 注册NamedConfigureFromConfigurationOptions     return services.AddSingleton<IConfigureOptions<TOptions>>(new NamedConfigureFromConfigurationOptions<TOptions>(name, config, configureBinder)); }      /// Configures an option instance by using <see cref="ConfigurationBinder.Bind(IConfiguration, object)"/> against an <see cref="IConfiguration"/>.     public class NamedConfigureFromConfigurationOptions<TOptions> : ConfigureNamedOptions<TOptions> where TOptions : class     {         public NamedConfigureFromConfigurationOptions(string? name, IConfiguration config!!, Action<BinderOptions>? configureBinder)             : base(name, options => BindFromOptions(options, config, configureBinder)){         }                  private static void BindFromOptions(TOptions options, IConfiguration config, Action<BinderOptions>? configureBinder) => config.Bind(options, configureBinder);     }          public class BinderOptions     {         // true 会对TOptons的私有属性也赋值         public bool BindNonPublicProperties { get; set; }           public bool ErrorOnUnknownConfiguration { get; set; }     } 

验证Options的有效性

Options 扩展方法注册Microsoft.Extensions.Options向Service容器注入认证服务,其原理是OptionsFactory.Create拿到所有注入的服务。将TOptons作为参数传入实例的验证方法。

services.AddOptions<DateTimeFormatOptions>().Configure(options =>options. DatePattern = datePattern;options.TimePattern = timePattern;).Validate(options => Validate (options.DatePattern) && Validate(options. TimePattern), "Invalid Date or Time pattern."); 

其它

OptionsServiceCollectionExtensions Options 模型依赖的服务

public static IServiceCollection AddOptions(this IServiceCollection services) {     services.TryAdd(ServiceDescriptor.Singleton(typeof(IOptions<>), typeof(UnnamedOptionsManager<>)));     services.TryAdd(ServiceDescriptor.Scoped(typeof(IOptionsSnapshot<>), typeof(OptionsManager<>)));     services.TryAdd(ServiceDescriptor.Singleton(typeof(IOptionsMonitor<>), typeof(OptionsMonitor<>)));     services.TryAdd(ServiceDescriptor.Transient(typeof(IOptionsFactory<>), typeof(OptionsFactory<>)));     services.TryAdd(ServiceDescriptor.Singleton(typeof(IOptionsMonitorCache<>), typeof(OptionsCache<>))); }