我是陈晓 · 415浏览 · 发布于2021-01-27
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一、建造者模式（Builder Pattern）
二、核心接口与配置存储本质
三、简易QueryString配置源实现
四、宿主配置与应用配置
五、文件配置源配置更新原理
一、建造者模式
为什么提建造者模式？在阅读.NET Core源码时，时常碰到IHostBuilder，IConfigurationBuilder，ILoggerBuilder等诸如此类带Builder名称的类/接口，起初专研时那是一头愣。知识不够，勤奋来凑，在了解到Builder模式后终于理解，明白这些Builder类是用来构建相对应类的对象，用完即毁别无他用。理解建造者模式，有助于阅读源码时发现核心接口/类，将文件分类，直指堡垒。详细建造者模式可参阅此篇文章：磁悬浮快线
二、核心接口与配置存储本质
在.NET Core中读取配置是通过IConfiguration接口，它存在于Microsoft.Extensions.Configuration.Abstractions项目中，如下图：
IConfiguration：配置访问接口
IConfigurationProvider：配置提供者接口
IConfigurationSource：配置源接口
IConfigurationRoot：配置根接口，继承IConfiguration，维护着IConfigurationProvider集合及重新加载配置
IConfigurationBuilder：IConfigurationRoot接口实例的构造者接口
1.服务容器中IConfiguration实例注册（ConfigurationRoot）
/// <summary>/// Represents the root of an <see cref="IConfiguration"/> hierarchy. => 配置根路径/// </summary>public interface IConfigurationRoot : IConfiguration{ /// <summary>
/// Force the configuration values to be reloaded from the underlying <see cref="IConfigurationProvider"/>s. => 从配置源重新加载配置
/// </summary>
void Reload(); /// <summary>
/// The <see cref="IConfigurationProvider"/>s for this configuration. => 依赖的配置源集合
/// </summary>
IEnumerable<IConfigurationProvider> Providers { get; }
}IConfigurationRoot（继承IConfiguration）维护着一个IConfigurationProvider集合列表，也就是我们的配置源。IConfiguration实例的创建并非通过new()方式，而是由IConfigurationBuilder来构建，实现了按需加载配置源，是建造者模式的充分体现。IConfigurationBuilder上的所有操作如：
HostBuilder.ConfigureAppConfiguration((context, builder) =>
{ builder.AddCommandLine(args); // 命令行配置源
builder.AddEnvironmentVariables(); // 环境配置源
builder.AddJsonFile("demo.json"); // json文件配置源
builder.AddInMemoryCollection(); // 内存配置源
// ...})皆是为IConfigurationRoot.Providers做准备，最后通过Build()方法生成ConfigurationRoot实例注册到服务容器
public class HostBuilder : IHostBuilder{ private HostBuilderContext _hostBuilderContext; // 配置构建 委托
private List<Action<HostBuilderContext, IConfigurationBuilder>> _configureAppConfigActions = new List<Action<HostBuilderContext, IConfigurationBuilder>>(); private IConfiguration _appConfiguration; private void BuildAppConfiguration()
{
IConfigurationBuilder configBuilder = new ConfigurationBuilder(); foreach (Action<HostBuilderContext, IConfigurationBuilder> buildAction in _configureAppConfigActions)
{
buildAction(_hostBuilderContext, configBuilder);
}
_appConfiguration = configBuilder.Build(); // 调用Build()创建IConfiguration 实例 ConfigurationRoot
_hostBuilderContext.Configuration = _appConfiguration;
} private void CreateServiceProvider()
{ var services = new ServiceCollection(); // register configuration as factory to make it dispose with the service provider
services.AddSingleton(_ => _appConfiguration); // 注册 IConfiguration - 单例
}
}2.IConfiguration/IConfigurationSection读取配置与配置储存本质
程序中我们会通过如下方式获取配置值（当然还有绑定IOptions）
IConfiguration["key"]
IConfiguration.GetSection("key").Value
...
而IConfiguration注册的实例是ConfigurationRoot，代码如下，其索引器实现竟是倒序遍历配置源，获取配置值。原来当我们通过IConfiguration获取配置时，其实就是倒序遍历IConfigurationBuilder加载进来的配置源。
public class ConfigurationRoot : IConfigurationRoot, IDisposable{ private readonly IList<IConfigurationProvider> _providers; public IEnumerable<IConfigurationProvider> Providers => _providers; public string this[string key]
{ get
{ // 倒序遍历配置源，获取到配置 就返回，这也是配置覆盖的根本原因，后添加的相同配置会覆盖前面的
for (int i = _providers.Count - 1; i >= 0; i--)
{
IConfigurationProvider provider = _providers[i]; if (provider.TryGet(key, out string value))
{ return value;
}
} return null;
}
}
}那么配置数据是以什么形式存储的呢？在Microsoft.Extensions.Configuration项目中，提供了一个IConfigurationProvider默认实现存储抽象类ConfigurationProvider，部分代码如下
/// <summary>/// Base helper class for implementing an <see cref="IConfigurationProvider"/>/// </summary>public abstract class ConfigurationProvider : IConfigurationProvider{ protected ConfigurationProvider()
{
Data = new Dictionary<string, string>(StringComparer.OrdinalIgnoreCase);
} /// <summary>
/// The configuration key value pairs for this provider.
/// </summary>
protected IDictionary<string, string> Data { get; set; } public virtual bool TryGet(string key, out string value)
=> Data.TryGetValue(key, out value); /// <summary>
/// 虚方法，供具体配置源重写，加载配置到 Data中
/// </summary>
public virtual void Load() { }
}从上可知，所有加载到程序中的配置源，其本质还是存储在Provider里面一个类型为IDictionary<string, string> Data属性中。由此推论： 当通过IConfiguration获取配置时，就是通过各个Provider的Data读取！
三、简易QueryString配置源实现
要实现自定义的配置源，只需实现IConfigurationProvider，IConfigurationSource两个接口即可，这里通过一个QueryString格式的简易配置来演示。虫洞隧道
1.queryString.config数据格式如下
server=localhost&port=3306&datasource=demo&user=root&password=123456&charset=utf8mb4
2.实现IConfigurationSource接口（QueryStringConfiguationSource）
public class QueryStringConfiguationSource : IConfigurationSource{ public QueryStringConfiguationSource(string path)
{
Path = path;
} /// <summary>
/// QueryString文件相对路径
/// </summary>
public string Path { get; } public IConfigurationProvider Build(IConfigurationBuilder builder)
{ return new QueryStringConfigurationProvider(this);
}
}3.实现IConfigurationProvider接口（QueryStringConfiguationProvider）
public class QueryStringConfigurationProvider : ConfigurationProvider{ public QueryStringConfigurationProvider(QueryStringConfiguationSource source)
{
Source = source;
} public QueryStringConfiguationSource Source { get; } /// <summary>
/// 重写Load方法，将自定义的配置解析到 Data 中
/// </summary>
public override void Load()
{ // server=localhost&port=3306&datasource=demo&user=root&password=123456&charset=utf8mb4 例子格式
string queryString = File.ReadAllText(Path.Combine(AppContext.BaseDirectory, Source.Path)); string[] arrays = queryString.Split(new[] { "&" }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries); // & 号分隔
foreach (var item in arrays)
{ string[] temps = item.Split(new[] { "=" }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries); // = 号分隔
if (temps.Length != 2) continue;
Data.Add(temps[0], temps[1]);
}
}
}4.IConfigurationBuilder配置源构建
public static class QueryStringConfigurationExtensions{ /// <summary>
/// 默认文件名称 queryString.config
/// </summary>
/// <param name="builder"></param>
/// <returns></returns>
public static IConfigurationBuilder AddQueryStringFile(this IConfigurationBuilder builder)
=> AddQueryStringFile(builder, "queryString.config"); public static IConfigurationBuilder AddQueryStringFile(this IConfigurationBuilder builder, string path)
=> builder.Add(new QueryStringConfiguationSource(path));
}5.Program加载配置源
public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) =>
Host.CreateDefaultBuilder(args)
.ConfigureAppConfiguration(builder =>
{ // 加载QueryString配置源
builder.AddQueryStringFile();
//builder.AddQueryStringFile("queryString.config");
})
.ConfigureWebHostDefaults(webBuilder =>
{
webBuilder.UseStartup<Startup>();
});至此，自定义QueryString配置源实现完成，便可通过IConfiguration接口获取值，结果如下
IConfiguration["server"] => localhost
IConfiguration["datasource"] => demo
IConfiguration["charset"] => utf8mb4
...
四、宿主配置与应用配置
.NET Core官方已默认提供了：环境变量、命令行参数，Json、Ini等配置源，不过适用场景却应有不同。不妨可分为两类：一类是宿主配置源，一类是应用配置源
1.宿主配置源
宿主配置源：供IHost宿主启动时使用的配置源。环境变量、命令行参数就可归为这类，以IHostEnvironment为例
/// <summary>/// 提供运行环境相关信息/// </summary>public interface IHostEnvironment{ string EnvironmentName { get; set; } string ApplicationName { get; set; } string ContentRootPath { get; set; }
}IHostEnvironment接口提供了当前应用运行环境相关信息，可以通过IsEnvironment()方法判断当前运行环境是Development还是Production、Staging。
public static bool IsEnvironment(this IHostEnvironment hostEnvironment, string environmentName){ if (hostEnvironment == null)
{ throw new ArgumentNullException(nameof(hostEnvironment));
} return string.Equals(hostEnvironment.EnvironmentName, environmentName, StringComparison.OrdinalIgnoreCase);
}hostEnvironment.EnvironmentName是什么？这就得益于它注册到服务容器时所赋的值：HostBuilder
public class HostBuilder:IHostBuilder{ private void CreateHostingEnvironment()
{
_hostingEnvironment = new HostingEnvironment()
{
ApplicationName = _hostConfiguration[HostDefaults.ApplicationKey], // _hostConfiguration 类型是 IConfiguration
EnvironmentName = _hostConfiguration[HostDefaults.EnvironmentKey] ?? Environments.Production, // 当未配置环境时，默认Production环境，在使用vs开发启动时，lanuchSetting.json 配置了 环境变量："ASPNETCORE_ENVIRONMENT": "Development"
ContentRootPath = ResolveContentRootPath(_hostConfiguration[HostDefaults.ContentRootKey], AppContext.BaseDirectory),
}; if (string.IsNullOrEmpty(_hostingEnvironment.ApplicationName))
{ // Note GetEntryAssembly returns null for the net4x console test runner.
_hostingEnvironment.ApplicationName = Assembly.GetEntryAssembly()?.GetName().Name;
}
}
}由此可见，IHostEnvironment所提供的信息根由仍是从IConfiguration读取，而这些配置正是来自环境变量、命令行参数配置源。
2.应用配置源
应用配置源：供应用业务逻辑使用的配置源。Json、Ini、Xml以及自定义的QueryString等就可归为类。
五、文件配置源配置更新原理
对于文件配置源，.NET Core默认提供了两个抽象类：FileConfigurationSource 和 FileConfigurationProvider
public abstract class FileConfigurationProvider : ConfigurationProvider, IDisposable{ private readonly IDisposable _changeTokenRegistration; public FileConfigurationProvider(FileConfigurationSource source)
{ if (source == null)
{ throw new ArgumentNullException(nameof(source));
}
Source = source; if (Source.ReloadOnChange && Source.FileProvider != null)
{
_changeTokenRegistration = ChangeToken.OnChange( // 文件改变，重新加载配置
() => Source.FileProvider.Watch(Source.Path),
() =>
{
Thread.Sleep(Source.ReloadDelay);
Load(reload: true);
});
}
} /// <summary>
/// The source settings for this provider.
/// </summary>
public FileConfigurationSource Source { get; } private void Load(bool reload)
{
IFileInfo file = Source.FileProvider?.GetFileInfo(Source.Path); if (file == null || !file.Exists)
{ if (Source.Optional || reload) // Always optional on reload
{
Data = new Dictionary<string, string>(StringComparer.OrdinalIgnoreCase); // Data 被重新创建新的实例赋值了
} else
{ var error = new StringBuilder($"The configuration file '{Source.Path}' was not found and is not optional."); if (!string.IsNullOrEmpty(file?.PhysicalPath))
{
error.Append($" The physical path is '{file.PhysicalPath}'.");
}
HandleException(ExceptionDispatchInfo.Capture(new FileNotFoundException(error.ToString())));
}
} else
{ // Always create new Data on reload to drop old keys
if (reload)
{
Data = new Dictionary<string, string>(StringComparer.OrdinalIgnoreCase); // Data 被重新创建新的实例赋值了
} static Stream OpenRead(IFileInfo fileInfo)
{ if (fileInfo.PhysicalPath != null)
{ // The default physical file info assumes asynchronous IO which results in unnecessary overhead
// especally since the configuration system is synchronous. This uses the same settings
// and disables async IO.
return new FileStream(
fileInfo.PhysicalPath,
FileMode.Open,
FileAccess.Read,
FileShare.ReadWrite,
bufferSize: 1,
FileOptions.SequentialScan);
} return fileInfo.CreateReadStream();
} using Stream stream = OpenRead(file); try
{
Load(stream);
}
catch (Exception e)
{
HandleException(ExceptionDispatchInfo.Capture(e));
}
}
} public override void Load()
{
Load(reload: false);
} public abstract void Load(Stream stream);
}所有基于文件配置源（如果要监控配置文件更新，如：appsetting.json）都应实现这个两个抽象类，尽管不懂ChangeToken是个什么东东，只需明白Provider.Data 在文件变更时被重新赋值也未尝不可。
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