ASP.NET Core - 配置系统之自定义配置提供程序

4. 自定义配置提供程序

在 .NET Core 配置系统中封装一个配置提供程序关键在于提供相应的 IconfigurationSource 实现和 IConfigurationProvider 接口实现，这两个接口在上一章 ASP.NET Core - 配置系统之配置提供程序 中也有提到了。

IConfigurationSource

IConfigurationSource负责创建IConfigurationProvider实现的实例。它的定义很简单，就一个Build方法，返回IConfigurationProvider实例：

public interface IConfigurationSource
{
    IConfigurationProvider Build(IConfigurationBuilder builder);
}

IConfigurationProvider

IConfigurationProvider 负责实现配置的设置、读取、重载等功能，并以键值对形式提供配置。

public interface IConfigurationProvider
{
    // 获取指定父路径下的直接子节点Key，然后 Concat(earlierKeys) 一同返回
    IEnumerable<string> GetChildKeys(IEnumerable<string> earlierKeys, string parentPath);

    // 当该配置提供程序支持更改追踪（change tracking）时，会返回 change token
    // 否则，返回 null
    IChangeToken GetReloadToken();

    // 加载配置
    void Load();

    // 设置 key:value
    void Set(string key, string value);

    // 尝试获取指定 key 的 value
    bool TryGet(string key, out string value);
}

像工作中常用的配置中心客户端，例如 nacos、consul，都是实现了对应的配置提供程序，从而将配置中心中的配置无缝地接入到 .NET Core 的配置系统中进行使用，和本地配置文件的使用没有分别。

如果我们需要封装自己的配置提供程序，推荐直接继承抽象类 ConfigurationProvider，该类实现了 IConfigurationProvider 接口，继承自该类只要实现Load方法即可，Load方法用于从配置来源加载解析配置信息，将最终的键值对配置信息存储到Data中。这个过程中可参考一下其他已有的配置提供程序的源码，模仿着去写自己的东西。

在我们日常的系统平台中，总少不了数据字典这样一个功能，用于维护平台中一些业务配置，因为是随业务动态扩展和变动的，很多时候不会写在配置文件，而是维护在数据库中。以下以这样一个场景实现一个配置提供程序。

因为是以数据库作为载体来存储配置信息，所以第一步就是定义实体类

public class DataDictioaryDO
{
    public int Id { get; set
    public int? ParentId { get; set
    public string Key { get; set
    public string Value { get; set; }
}

数据字典支持多级级联，通过ParentId关联上一级，ParentId为空的即为根节点，如存在下级节点则Value值可以为空，就算填写了也无效，最终呈现出来的就是一个树结构。

然后就是定义相应的数据库访问上下问 DataDictionaryDbContext

public class DataDictionaryDbContext : DbContext
{
    public DbSet<DataDictioaryDO> DataDictioaries { get; set; }

    public DataDictionaryDbContext(DbContextOptions<DataDictionaryDbContext> options) : base(options)
    {
    }

	protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
    {
        base.OnModelCreating(modelBuilder);
        modelBuilder.Entity<DataDictioaryDO>().HasKey(e => e.Id);
        modelBuilder.Entity<DataDictioaryDO>().Property(e => e.Value).IsRequired(false);
    }
}

通过 DbContextOptions 交由外部去配置具体的数据库类型和连接字符串。

之后创建 IConfigurationSource 实现类，主要就是构造函数中需要传入数据库配置委托，并且在 Build 实例化EFDataDictionaryConfigurationProvider 对象。

public class EFDataDictionaryConfigurationSource : IConfigurationSource
{
    private readonly Action<DbContextOptionsBuilder> _action;

    public EFDataDictionaryConfigurationSource(Action<DbContextOptionsBuilder> action)
    {
        _action= action;
    }
    public IConfigurationProvider Build(IConfigurationBuilder builder)
    {
        return new EFDataDictionaryConfigurationProvider(_action);
    }
}

之后通过继承 ConfigurationProvider 实现 EFDataDictionaryConfigurationProvider，主要逻辑就是从数据库获取对应的数据表，如果表中没有数据则插入默认数据，再通过相应的解析器解析数据表数据生成一个 Dictionary<string, string> 对象。

public class EFDataDictionaryConfigurationProvider : ConfigurationProvider
{
    Action<DbContextOptionsBuilder> OptionsAction { get; }

    public EFDataDictionaryConfigurationProvider(Action<DbContextOptionsBuilder> action)
    {
        OptionsAction = action;
    }
    public override void Load()
    {
        var builder = new DbContextOptionsBuilder<DataDictionaryDbContext>();

        OptionsAction(builde);
        using var dbContext = new DataDictionaryDbContext(builder.Options);
        if(dbContext == null)
        {
            throw new Exception("Null DB Context !");
        }

        dbContext.Database.EnsureCreated();

        if (!dbContext.DataDictioaries.Any())
        {
            CreateAndSaveDefaultValues(dbContext);
        }

        Data = EFDataDictionaryParser.Parse(dbContext.DataDictioaries);
    }

    private void CreateAndSaveDefaultValues(DataDictionaryDbContext context)
    {
        var datas = new List<DataDictioaryDO>
        {
            new DataDictioaryDO
            {
                Id = 1,
                Key = "Settings",
            },
            new DataDictioaryDO
            {
                Id = 2,
                ParentId = 1,
                Key = "Provider",
                Value = nameof(EFDataDictionaryConfigurationProvider)
            },
            new DataDictioaryDO
            {
                Id = 3,
                ParentId = 1,
                Key = "Version",
                Value = "v1.0.0"
            }
        };

        context.DataDictioaries.AddRange(datas);
        context.SaveChanges();
    }
}

其中，解析器 EFDataDictionaryParser 的代码如下，主要就是通过递归的方式，通过树形数据的 key 构建构建完整的 key，并将其存入 Dictionary<string,string>对象中。

internal class EFDataDictionaryParser
{
	private readonly IDictionary<string, string> _data = new SortedDictionary<string, string>(StringComparer.OrdinalIgnoreCase);
	private readonly Stack<string> _context = new();
	private string _currentPath;

	private EFDataDictionaryParser() { }

	public static IDictionary<string, string> Parse(IEnumerable<DataDictioaryDO> datas) =>
		new EFDataDictionaryParser().ParseDataDictionaryConfiguration(datas);

	private IDictionary<string, string> ParseDataDictionaryConfiguration(IEnumerable<DataDictioaryDO> datas)
	{
		_data.Clear();

		if(datas?.Any() != true)
		{
			return _data;
		}

		var roots = datas.Where(d => !d.ParentId.HasValue);
		foreach (var root in roots)
		{
			EnterContext(root.Key);
			VisitElement(datas, root);
			ExitContext();
		}
		return _data;
	}

	private void VisitElement(IEnumerable<DataDictioaryDO> datas, DataDictioaryDO parent)
	{
		var children = datas.Where(d => d.ParentId == parent.Id);
		if (children.Any())
		{
			foreach (var section in children)
			{
				EnterContext(section.Key);
				VisitElement(datas, section);
				ExitContext();
			}
		}
		else
		{
			var key = _currentPath;
			if (_data.ContainsKey(key))
				throw new FormatException($"A duplicate key '{key}' was found.");

			_data[key] = parent.Value;
		}
	}

	private void EnterContext(string context)
	{
		_context.Push(context);
		_currentPath = ConfigurationPath.Combine(_context.Reverse());
	}

	private void ExitContext()
	{
		_context.Pop();
		_currentPath = ConfigurationPath.Combine(_context.Reverse());
	}
}

之后为这个配置提供程序提供一个扩展方法，方便之后的使用，如下：

public static class EFDataDictionaryConfigurationExtensions
{
	public static IConfigurationBuilder AddEFDataDictionaryConfiguration(this IConfigurationBuilder builder,
		Action<DbContextOptionsBuilder> optionAction)
	{
		builder.Add(new EFDataDictionaryConfigurationSource(optionAction));
		return builder;
	}
}

之后在入口文件中将我们的配置扩展程序添加到配置系统中，并指定使用内存数据库进行测试

using ConfigurationSampleConsole.ConfigProvider;
using Microsoft.EntityFrameworkCore;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Hosting;

using var host = Host.CreateDefaultBuilder(args)
	.ConfigureAppConfiguration((context, config) =>
	{
		// 清除原有的配置提供程序
		config.Sources.Clear();

		config.AddEFDataDictionaryConfiguration(builder =>
		{
			builder.UseInMemoryDatabase("DataDictionary");
		});
	})
	.Build();

var configuration = host.Services.GetService<IConfiguration>();

Console.WriteLine($"Settings:Provider: {configuration.GetValue<string>("Settings:Provider")}");
Console.WriteLine($"Settings:Version: {configuration.GetValue<string>("Settings:version")}");

host.Run();

最后的控制台输出结果如下：

以上就是 .NET Core 框架下配置系统的一部分知识点，更加详尽的介绍大家可以再看看官方文档。配置系统很多时候是结合选项系统一起使用的，下一篇将介绍一下 .NET Core 框架下的选项系统。

参考文章：

ASP.NET Core 中的配置 | Microsoft Learn

配置 - .NET | Microsoft Learn

理解ASP.NET Core - 配置(Configuration)

ASP.NET Core 系列：

目录：ASP.NET Core 系列总结

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