ASP.NET Core 源码学习之 Options[2]:IOptions

在 上一章 中，介绍了Options的注册，而在使用时只需要注入 IOption<T> 即可：

public ValuesController(IOptions<MyOptions> options)
{
    var opt = options.Value;
}

本章就来详细介绍一下我们最熟悉的IOptions对象。

目录

1. IOptions
2. OptionsManager
3. OptionsFactory
4. OptionsCache
5. IOptionsSnapshot

IOptions

IOptions 定义非常简单，只有一个Value属性：

public interface IOptions<out TOptions> where TOptions : class, new()
{
    TOptions Value { get; }
}

在 上一章 中，我们知道它的默认实现为OptionsManager：

    services.TryAdd(ServiceDescriptor.Singleton(typeof(IOptions<>), typeof(OptionsManager<>)));

OptionsManager

OptionsManager 对options的创建和获取进行管理，我们先看一下它的源码：

public class OptionsManager<TOptions> : IOptions<TOptions>, IOptionsSnapshot<TOptions> where TOptions : class, new()
{
    private readonly IOptionsFactory<TOptions> _factory;
    private readonly OptionsCache<TOptions> _cache = new OptionsCache<TOptions>(); // Note: this is a private cache

    public OptionsManager(IOptionsFactory<TOptions> factory)
    {
        _factory = factory;
    }

    public TOptions Value => Get(Options.DefaultName);

    public virtual TOptions Get(string name) => _cache.GetOrAdd(name, () => _factory.Create(name ?? Options.DefaultName));
}

如上，OptionsManager 的实现非常简单，使用IOptionsFactory来创建options对象，并使用内部属性OptionsCache<TOptions> _cache进行缓存。

OptionsFactory

IOptionsFactory 只定义了一个Create方法：

public interface IOptionsFactory<TOptions> where TOptions : class, new()
{
    TOptions Create(string name);
}

其默认实现为：OptionsFactory：

public class OptionsFactory<TOptions> : IOptionsFactory<TOptions> where TOptions : class, new()
{
    private readonly IEnumerable<IConfigureOptions<TOptions>> _setups;
    private readonly IEnumerable<IPostConfigureOptions<TOptions>> _postConfigures;

    public OptionsFactory(IEnumerable<IConfigureOptions<TOptions>> setups, IEnumerable<IPostConfigureOptions<TOptions>> postConfigures)
    {
        _setups = setups;
        _postConfigures = postConfigures;
    }

    public TOptions Create(string name)
    {
        var options = new TOptions();
        foreach (var setup in _setups)
        {
            if (setup is IConfigureNamedOptions<TOptions> namedSetup)
            {
                namedSetup.Configure(name, options);
            }
            else if (name == Options.DefaultName)
            {
                setup.Configure(options);
            }
        }
        foreach (var post in _postConfigures)
        {
            post.PostConfigure(name, options);
        }
        return options;
    }
}

OptionsFactory的构造函数中注入了IConfigureOptions<> 和 IPostConfigureOptions<>，也就是我们在 上一章 中介绍的 Configure 方法中所注册的配置，而这里使用了 IEnumerable 类型，则表示当注册多个时，为按顺序依次执行。

而我们在第一章中遇到的疑惑也豁然开朗，其Create方法，依次调用完Configure方法后，再调用PostConfigure方法，完成配置项的创建。

OptionsCache

OptionsCache 则是对字典的一个简单封装，就不再多说，直接看代码：

public class OptionsCache<TOptions> : IOptionsMonitorCache<TOptions> where TOptions : class
{
    private readonly ConcurrentDictionary<string, Lazy<TOptions>> _cache = new ConcurrentDictionary<string, Lazy<TOptions>>(StringComparer.Ordinal);

    public void Clear() => _cache.Clear();

    public virtual TOptions GetOrAdd(string name, Func<TOptions> createOptions)
    {
        name = name ?? Options.DefaultName;
        return _cache.GetOrAdd(name, new Lazy<TOptions>(createOptions)).Value;
    }

    public virtual bool TryAdd(string name, TOptions options)
    {
        name = name ?? Options.DefaultName;
        return _cache.TryAdd(name, new Lazy<TOptions>(() => options));
    }

    public virtual bool TryRemove(string name)
    {
        name = name ?? Options.DefaultName;
        return _cache.TryRemove(name, out var ignored);
    }
}

IOptionsSnapshot

最后再来介绍一下 IOptionsSnapshot :

public interface IOptionsSnapshot<out TOptions> : IOptions<TOptions> where TOptions : class, new()
{
    TOptions Get(string name);
}

看到Get方法的Name参数，我想大家便会想到在第一章中所介绍的指定Name的Configure方法，这便是它的用武之地了，通过Name的不同，可以配置同一个Options类型的多个实例。

而IOptionsSnapshot的实现与IOptions一样，都是OptionsManager：

services.TryAdd(ServiceDescriptor.Singleton(typeof(IOptions<>), typeof(OptionsManager<>)));
services.TryAdd(ServiceDescriptor.Scoped(typeof(IOptionsSnapshot<>), typeof(OptionsManager<>)));

通过如上代码，我们也可以发现它与IOptions还有一个本质的区别：IOptionsSnapshot注册的是Scoped类型，每一个请求中，都会创建一个新的OptionsManager对象。这样有什么好处呢？如果我们使用的是Action的方式配置的，那的确是没什么用，但是如果是使用IConfiguration配置的，则在我们修改了配置文件时，重新创建的Options会保持一致。

总结

本文描述了在 .NET Core Options 系统中IOptions的使用及实现原理。由于IOptions使用的是单例模式，因此当配置发生变化时，我们无法获取到最新的配置。而IOptionsSnapshot支持通过name来区分同一类型的不同 options ，并且每次请求都会重新创建 options 实例，相应的，会有稍微的性能损耗。如果我们希望能够监控配置源的变化，来自动更新，则可以使用下一章要介绍的更为强大的 IOptionsMonitor 。