ASP.NET Core 源码学习之 Options[1]:Configure

配置的本质就是字符串的键值对，但是对于面向对象语言来说，能使用强类型的配置是何等的爽哉！

目录

1. ASP.NET Core 配置系统
2. 强类型的 Options
3. Configure 方法
4. ConfigureNamedOptions

ASP.NET Core 配置系统

在ASP.NET 4.X中，通常将配置存储在 web.config 中，使用静态帮助类来获取这些配置，而对 web.cofng 中进行任何修改时，则会导致应用程序池的回收，这种实现方式并不是很友好。

因此，在ASP.NET Core中，对配置系统进行了重写，仍然使用的是基本的键值对，但是它们可以从多种格式的配置源中来获取，比如：命令行、环境变量、XML文件、JSON文件等等，你也可以编写自定义的配置源提供程序。

通常在Stratup类的构造函数中对配置源进行设置：

public Startup(IHostingEnvironment env)
{
    var builder = new ConfigurationBuilder()
        .SetBasePath(env.ContentRootPath)
        .AddJsonFile("appsettings.json", optional: true, reloadOnChange: true)
        .AddJsonFile($"appsettings.{env.EnvironmentName}.json", optional: true)
        .AddEnvironmentVariables();
    Configuration = builder.Build();
}

public IConfigurationRoot Configuration { get; }

首先创建了一个ConfigurationBuilder，然后设置配置源，最终生成的Configuration是所有配置源中的键值对组合。

你可以直接在程序中使用IConfigurationRoot来读取配置，但是建议你使用强类型的Options，这样在你想获取某个配置时，只需要注入对应的Options，而不是获取整个配置。

强类型的 Options

Options is a framework for accessing and configuring POCO settings.

简单来说，Options 就是将一个 POCO 的配置类，通过在Startup类中注册到容器中，在后续使用的时候使用构造函数注入来获取到POCO对象。我们将这种编程模式称为Options模式。

首先定义一个 Options：

public class MyOptions
{
    public string DefaultValue { get; set; }
}

然后我们在对应的appsettings.json中添加如下片段：

{
  "MyOptions": {
    "DefaultValue" : "first"
  }
}

在Startup中的ConfigureServices方法中，进行服务的注册：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.Configure<MyOptions>(Configuration.GetSection("MyOptions"));
}

最后，便在控制器中注入IOptions<MyOptions>，通过其Value属性对MyOptions进行访问：

[Route("api/[controller]")]
public class ValuesController : Controller
{
    private readonly MyOptions _options;
    public ValuesController(IOptions<MyOptions> options)
    {
        _options = options.Value;
    }

    [HttpGet]
    public string Get()
    {
        return _options.DefaultValue;
    }
}

Configure 方法

Options框架为我们提供了一系统的IServiceCollection的扩展方法，方便我们的使用。

直接使用Action配置

// 最简单的注册方式
services.Configure<MyOptions>(o => o.DefaultValue = true);

// 指定具体名称
services.Configure<MyOptions>("my", o => o.DefaultValue = true);

// 配置所有实例
services.ConfigureAll<MyOptions>(o => o.DefaultValue = true);

通过配置文件进行配置

// 使用配置文件来注册实例
services.Configure<MyOptions>(Configuration.GetSection("Sign"));

// 指定具体名称
services.Configure<MyOptions>("my", Configuration.GetSection("Sign"));

// 配置所有实例
services.ConfigureAll<MyOptions>(Configuration.GetSection("Sign"));

PostConfigure方法

PostConfigure 方法在 Configure 方法之后执行，是2.0中新增加的。

services.PostConfigure<MyOptions>(o => o.DefaultValue = true);
services.PostConfigure<MyOptions>("smyign", o => o.DefaultValue = true);
services.PostConfigureAll<MyOptions>(o => o.DefaultValue = true);

源码解析

首先看一下IConfigureOptions接口：

public interface IConfigureOptions<in TOptions> where TOptions : class
{
    void Configure(TOptions options);
}

而Configure扩展方法中便是为IConfigureOptions<>注册了一个单例ConfigureNamedOptions<>：

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;
}

而不指定name的Configure和ConfigureAll方法，都只是一种简写形式，使用默认的DefaultName：

public static class Options
{
    public static readonly string DefaultName = string.Empty;
}

public static IServiceCollection Configure<TOptions>(this IServiceCollection services, Action<TOptions> configureOptions) where TOptions : class
=> services.Configure(Options.Options.DefaultName, configureOptions);

public static IServiceCollection ConfigureAll<TOptions>(this IServiceCollection services, Action<TOptions> configureOptions) where TOptions : class
=> services.Configure(name: null, configureOptions: configureOptions);

如上，Configure方法其实就是为IConfigureOptions<>注册了一个单例ConfigureNamedOptions<>。

再看一下使用IConfiguration进行配置的扩展方法：

public static IServiceCollection Configure<TOptions>(this IServiceCollection services, string name, IConfiguration config)
    where TOptions : class
{
    services.AddOptions();
    services.AddSingleton<IOptionsChangeTokenSource<TOptions>>(new ConfigurationChangeTokenSource<TOptions>(name, config));
    return services.AddSingleton<IConfigureOptions<TOptions>>(new NamedConfigureFromConfigurationOptions<TOptions>(name, config));
}

可以看到，注册的实例变成了NamedConfigureFromConfigurationOptions，而其本质依然是调用ConfigureNamedOptions，只不过Action的方法体变成了ConfigurationBinder.Bind()：

public class NamedConfigureFromConfigurationOptions<TOptions> : ConfigureNamedOptions<TOptions>
    where TOptions : class
{
    public NamedConfigureFromConfigurationOptions(string name, IConfiguration config)
        : base(name, options => ConfigurationBinder.Bind(config, options))
    {
        if (config == null)
        {
            throw new ArgumentNullException(nameof(config));
        }
    }
}

在上面的Configure方法中，都调用了AddOptions，我们来看一下：

public static IServiceCollection AddOptions(this IServiceCollection 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;
}

如上便是Options系统的几个核心对象了，后续章节再来一一介绍。

大家或许会有点疑问：“ IConfigureOptions 中的 Configure 方法是在什么时候调用的呢 ”，这个且看下章分解。

ConfigureNamedOptions

ConfigureNamedOptions 实现了 IConfigureNamedOptions，而 IConfigureNamedOptions 则是对 IConfigureOptions 的一个扩展，添加了Name参数，这样，我们便可以为同一个 Options 类型注册多个独立的实例，在某些场景下则是非常有用的。有关Name的使用，则会在 第三章 来讲。

public interface IConfigureNamedOptions<in TOptions> : IConfigureOptions<TOptions> where TOptions : class
{
    void Configure(string name, TOptions options);
}

再看一下 ConfigureNamedOptions 的源码：

public class ConfigureNamedOptions<TOptions> : IConfigureNamedOptions<TOptions>, IConfigureOptions<TOptions> where TOptions : class
{
    public ConfigureNamedOptions(string name, Action<TOptions> action)
    {
        Name = name;
        Action = action;
    }

    public string Name { get; }

    public Action<TOptions> Action { get; }

    public virtual void Configure(string name, TOptions options)
    {
        if (Name == null || name == Name)
        {
            Action?.Invoke(options);
        }
    }

    public void Configure(TOptions options) => Configure(Options.DefaultName, options);
}

ConfigureNamedOptions 本质上就是把我们注册的Action包装成统一的Configure方法，以方便后续创建Options实例时，进行初始化。

总结

本文描述了在 .NET Core 配置系统中Options的配置及原理，在 下一章 来讲一下IOptions的使用。