在之前的文章 ASP.NET Core 自定义配置源 和 ASP.NET Core etcd 配置源 中主要是介绍如何实现自定义的配置源,但不论内置的和自定义的配置源,都会面临如何使配置修改后实时生效的问题(修改配置后在不重启服务的情况下能马上生效)。在 ASP.NET Core etcd 配置源 的最后部分其实有用到 IOptionsSnapshot Options 快照的方式获取到最新配置,但其实这里依然不是实时数据,所以本文将继续深入介绍配置使用方式及内部处理机制。(以下测试代码基于 ASP.NET Core 3.1 )。
Configuration 模式
在 ASP.NET Core Web API 应用程序中 IConfiguration 服务默认已以单例模式注入到 services 中,含以下 ConfigurationProvider 中的配置信息,同时对 appsettings.json 和 appsettings.Development.json 已设置 reloadOnChange 为 true,即文件内容有变化将自动更新到 IConfiguration 的对象中:
代码如下:
public class TestController : ControllerBase { private readonly IConfiguration _configuration; public TestController(IConfiguration configuration) { _configuration = configuration; } [HttpGet] public string Get() { return _configuration["Name"]; } }
在不重启服务的情况下修改 Name 的值,重新调用接口将会马上获取到最新值,所以通过从 IConfiguration 中获取配置可以做到实时生效,这主要是因为在 JsonConfigurationProvider 的实现中当设置 reloadOnChange 为 true,则会监控文件的变化,一旦有变则重新加载当前 Provider 的配置信息,整个原理和 ASP.NET Core etcd 配置源 的实现类似,JsonConfigurationProvider 源码[1] 。
Options 模式
Options 模式 也是比较常用的一种配置使用方式,通过将某个 Section 的配置信息以对象的方式注入到服务中,在程序中使用将更加方便与形象,在 Options 模式 主要有 3 种使用方式,分别是:IOptions、IOptionsSnapshot、IOptionsMonitor。
使用方式及表现
首先在 appsettings.json 中添加如下配置:
{ ... "UserOption": { "Name": "beck" } }
然后在 startup.cs 的 ConfigureServices 注册配置服务:
public void ConfigureServices(IServiceCollection services) { services.Configure(Configuration.GetSection("UserOption")); services.AddControllers(); }
使用方式如下:
public class TestController : ControllerBase { private readonly IOptions _options; public TestController(IOptions options) { _options = options; } [HttpGet] public void Get() { Console.WriteLine(_options.Value.Name); Thread.Sleep(5000); // 等待过程中,手动修改配置文件 Console.WriteLine(_options.Value.Name); } }
分布使用 IOptions、IOptionsSnapshot、IOptionsMonitor(需改为 _options.CurrentValue) 进行测试,每种测试对配置文件中 Name 的值进行调整,具体表现结果如下:
处理机制分析
基于以上表现结果,我们接下来通过 Options 源码[2] 来分析其本质原因。
首先在服务启动阶段 HostBuilder 的 Build 方法中调用 services.AddOptions() 进行 Options 相关服务的注册,代码如下:
public static IServiceCollection AddOptions(this IServiceCollection services) { if (services == null) { throw new ArgumentNullException(nameof(services)); } services.TryAdd(ServiceDescriptor.Singleton(typeof(IOptions<>), typeof(OptionsManager<>))); 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<>))); return services; }
从代码中可以明显的看出 IOptions、IOptionsSnapshot 对应的实现都是OptionsManager,IOptions 的生命周期是 Singleton 模式,IOptionsSnapshot 的生命周期是 Scoped 模式,所以这个就比较好解释为什么 IOptions 方式下配置调整后需要重启才能生效,而 IOptionsSnapshot 是每次请求内不变,重新请求会变化的原因了。
另外 IOptionsMonitor 的具体实现是 OptionsMonitor,生命周期是 Singleton 模式。同时还包含了 IOptionsFactory 和 IOptionsMonitorCache 两个服务的注册,它们也是 Options 模式 下核心部分。
这几个服务之间的关系如下:
IOptionsFactory 主要负责创建 TOptions 类型的具体对象,核心代码如下:
public class OptionsFactory : IOptionsFactory where TOptions : class, new() { public TOptions Create(string name) { var options = new TOptions(); foreach (var setup in _setups) { if (setup is IConfigureNamedOptions namedSetup) { namedSetup.Configure(name, options); } else if (name == Options.DefaultName) { setup.Configure(options); } } foreach (var post in _postConfigures) { post.PostConfigure(name, options); } if (_validations != null) { var failures = new List(); foreach (var validate in _validations) { var result = validate.Validate(name, options); if (result.Failed) { failures.Add(result.FailureMessage); } } if (failures.Count > 0) { throw new OptionsValidationException(name, typeof(TOptions), failures); } } return options; } }
其中 _setups 的来源即最开始 services.Configure 注册的配置服务,_postConfigures 的来源是以 services.PostConfigure 方式注册的配置服务(本例中未使用到 ),它们的区别是 PostConfigure 注册的服务将在 Configure 之后执行。_validations 是参数合法性验证集合,如果有需要,可以在服务注册时指定。
OptionsManager 同时是 IOptions 和 IOptionsSnapshot 的实现,内部通过 OptionsCache 缓存 IOptionsFactory 创建的具体 TOptions 对象,区别在于创建出的具体对象生命周期不一样,核心代码如下:
public class OptionsManager : IOptions, IOptionsSnapshot where TOptions : class, new() { public TOptions Value { get { return Get(Options.DefaultName); } } public virtual TOptions Get(string name) { name = name ?? Options.DefaultName; return _cache.GetOrAdd(name, () => _factory.Create(name)); } }
OptionsMonitor 是 IOptionsMonitor 的实现,内部通过 IOptionsMonitorCache 缓存 IOptionsFactory 创建的具体 TOptions 对象,同时对于采用 IConfiguration 作为数据源类型的,通过 ChangeToken.OnChange 监听变化并实时更新配置。
public class OptionsMonitor : IOptionsMonitor where TOptions : class, new() { public OptionsMonitor(IOptionsFactory factory, IEnumerable> sources, IOptionsMonitorCache cache) { foreach (var source in _sources) { ChangeToken.OnChange( () => source.GetChangeToken(), (name) => InvokeChanged(name), source.Name); } } private void InvokeChanged(string name) { name = name ?? Options.DefaultName; _cache.TryRemove(name); var options = Get(name); if (_onChange != null) { _onChange.Invoke(options, name); } } public TOptions CurrentValue { get => Get(Options.DefaultName); } public virtual TOptions Get(string name) { name = name ?? Options.DefaultName; return _cache.GetOrAdd(name, () => _factory.Create(name)); } }
自实现 OptionsMonitor
Configuration 对象默认提供了 GetReloadToken 方法,所以我们也可以通过监听 Token 的变化自己实现类似 OptionsMonitor 的效果,毕竟有时候并不会选择 Configuration 模式 或 Options 模式 ,以下是在控制台程序中的使用,假设使用 Autofac 作为 DI 容器,SetUserOption 内将可重新注册 UserOption 对象。
private static UserOption userOption; static void Main(string[] args) { var configurationRoot = GetRoot(); ChangeToken.OnChange(() => configurationRoot.GetReloadToken(), () => { SetUserOption(configurationRoot); Console.WriteLine(userOption.Name); }); Console.WriteLine("started"); Console.ReadKey(); } private static IConfigurationRoot GetRoot() { var builder = new ConfigurationBuilder() .SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory()) .AddJsonFile("appsettings.json", true, true); return builder.Build(); } private static void SetUserOption(IConfigurationRoot configuration) { userOption = configuration.GetSection("UserOption").Get(); }
参考资料
[1]
JsonConfigurationProvider 源码: https://github.com/aspnet/Configuration/blob/master/src/Config.Json/JsonConfigurationProvider.cs
[2]
Options 源码: https://github.com/aspnet/Options/tree/master/src/Microsoft.Extensions.Options