asp.net core 3.x 通用主機是如何承載asp.net core的-上

来源:https://www.cnblogs.com/jionsoft/archive/2020/01/13/12164480.html

一、前言 上一篇《asp.net core 3.x 通用主機原理及使用》扯了下3.x中的通用主機,剛好有哥們寫了篇《.NET Core 3.1和WorkerServices構建Windows服務》可以當做通用主機的案例來看。本篇主要聊下asp.net core 3.x中是如何使用通用主機來承載asp ...


一、前言

上一篇《asp.net core 3.x 通用主機原理及使用》扯了下3.x中的通用主機,剛好有哥們寫了篇《.NET Core 3.1和WorkerServices構建Windows服務》可以當做通用主機的案例來看。本篇主要聊下asp.net core 3.x中是如何使用通用主機來承載asp.net core本身的。

註:我是.net framework 4.x跳到.net core 3.x的,基本看源碼總結的,可能某些地方理解不到位,所以此文只作為參考別全信哈。

閱讀前提(參考老A的博客):

  • 瞭解配置系統和選項模式
  • 瞭解通用主機,可以看看上一篇文章
  • 如果能大概理解Builder模式和上下文模式就更好了

目錄:

  • 通用主機回顧
  • 通用主機是如何承載asp.net core的
  • 核心類及使用要點
  • 總結

二、回顧通用主機

2.1、IHost表示通用主機

微軟為我們提供了一個預設實現(Microsoft.Extensions.Hosting.Internal.Host),它內部主要包含:ioc容器(服務提供器)、生命周期事件處理器、日誌記錄器、和IHostedService集合以及啟動和停止方法。

2.1.1、ioc服務提供器:

用來存儲各種服務對象,這個根容器是所有IHostedService共用的,各個IHostedService也可以創建主機的“範圍IOC容器”。ioc容器包含微軟為我們塞進去的,和我們自己塞進去的各種服務組件。在主機配置階段微軟會塞入:

  • HostingEnvironment 主機環境,
    • EnvironmentName主機環境(是開發模式?還是生產模式?)
    • ApplicationName應用名稱
    • ContentRootPath主機的內容根路徑
    • ContentRootFileProvider內容提供器
  • HostBuilderContext 主機創建過程中的上下文對象,在配置主機的多個步驟中傳遞數據。主要包含:HostingEnvironment和AppConfiguration應用配置對象
  • AppConfiguration 應用配置對象,裡面也包含主機配置對象
  • IHostLifetime主機生命周期事件處理器
  • IHostApplicationLifetime 應用生命周期事件處理器
  • Internal.Host 作為預設主機

所以將來我們定義的類隨時可以註入這些對象,這些對象是在HostBuilder中賦值的,請往下看

2.1.2、生命周期事件處理器

將來主機啟動/停止時會觸發回調相應的幾個方法,比如:主機啟動了 應用啟動了  應用停止了,主機停止了。我們可以自定義一個事件處理器加入到ioc容器中來實現生命周期事件的訂閱。

2.1.3、IHostedService集合

一個IHostedService的實現類就是一個應用。asp.net core本身就是一個應用。

2.1.4、啟動流程

觸發相應的生命周期事件、遍歷啟動所有IHostedService

2.2、HostBuilder表示主機構造器

它負責主機的配置和生成。它定義了幾個委托集合,並提供相應的方法允許我們的代碼向集合中加入自己的委托,這些委托主要是用來:

  • 向ioc容器註冊服務;
  • 設置主機和應用配置對象的數據源;
  • 配置容器本身(比如替換成別的依賴註入框架);

將來在調用Build生成最終的主機時會:

  • 創建主機配置生成器ConfigurationBuilder,然後回調我們的代碼提供的委托對配置對象的數據源進行設置,最終通過配置對象生成器.Build生成配置對象
  • 創建HostingEnvironment(含義上面有說),預設用配置對象進行賦值,然後回調我們的代碼提供的委托進一步設置主機環境對象
  • 初始化BuilderContext(含義上面有說)
  • 初始化應用配置生成器,套路給主機配置一樣
  • 初始化IOC容器,
    • 先把上面說的對象丟入容器中,
    • 註冊預設主機, Internal.Host 
    • 註冊選項模式需要的幾個服務,
    • 註冊日誌系統需要的服務
    • 然後回調我們的委托,我們的委托可以註入各種主機需要的服務
    • 配置ioc容器本身,我們對微軟提供的ioc進行配置,或乾脆替換為第三方依賴註入框架
  • 嘴周從容器中解析得到主機

2.3、Host.CreateDefaultBuilder進一步簡化主機的配置和創建

  • 創建HostBuilder
  • 設置內容根為當前應用程式根目錄
  • 將以"DOTNET_"的環境變數和命令行參數(如果有)作為“主機配置”的數據源
  • 以以下數據作為“應用配置”的數據源
    • json文件appsettings.json和appsettings.{env.EnvironmentName}.json
    • 如果是開發模式,則添加一個特殊的json文件作為數據源,這個文件存儲如:賬號 密碼 資料庫連接字元串等比較機密的信息(文件查找路徑有點複雜,後期補充)
    • 添加環境變數作為配置源(沒細看,也許是整個系統的環境變數)
    • 嘗試添加命令行參數配置源
  • 添加日誌記錄系統需要的服務以及相關的配置
  • 使用預設的ServiceProvider,當是開發模式時:在創建對象階段開啟依賴註入範圍驗證

以上為通用主機的大致內容,先有個印象,將來需要擴展時在研究源碼

三、通用主機是如何承載asp.net core的

asp.net core 3.x開始直接使用通用主機,主要思路是對通用主機做跟web相關配置(添加跟web相關的配置源和註冊服務)關鍵是會將GenericWebHostService註冊到ioc容器中。對於通用主機來說所謂的應用就是一個實現了IHostedService的類。GenericWebHostService就是這樣一個類,它就基本代表了asp.net core。對於通用主機來說asp.net core不過是一個應用而已。將來通用主機啟動時自然是啟動GenericWebHostService

註:GenericWebHostService會在啟動時創建ApplicationBuilder,然後對其進行配置(中間件管道),然後生成一個Application,最後拿到配置好的IServer(如KestrlServer)然後傳入Application並啟動它,Server開始監聽http請求,後續請求抵達時由Application對象負責將請求傳入中間件管道*(大致這麼個流程,還沒詳細去看GenericWebHostService源碼)

先來看個圖:

 核心任務是:

  1. 創建GenericWebHostBuilder,它是對通用主機構建器HostBuilder的一個包裝,提供跟web相關的配置源的設置和服務的註冊。構造函數中會做些初始化,預設配置
  2. 通過靜態方法Host.ConfigureWebDefaults對GenericWebHostBuilder做進一步的預設配置
  3. 調用用戶代碼(我們自己寫的)對GenericWebHostBuilder做進一步配置

所以文章後面部分我們將這個用來承載asp.net core的通用主機稱為“Web主機”,把通用主機配置器HostBuilder的包裝類GenericWebHostBuilder稱為“Web主機配置器”

四、GenericWebHostBuilder

它包裝了HostBuilder,所以可以把它理解為一個特殊的HostBuilder,特殊在它提供web相關的配置api,本質上還是向通用主機配置對象HostBuilder添加各種服務和配置源

4.1、GetSetting、UseSetting

GenericWebHostBuilder有個IConfiguration類型的屬性,可以把它理解為跟web相關的配置對象,它會作為通用主機的配置源,由於通用主機的配置源又是應用配置的數據源,因此最後:應用配置對象 = 通用主機配置對象 + (web主機配置對象)GenericWebHostBuilder._config  + 應用配置對象;
_config在構造函數中被初始化,唯一數據源是以"ASPNETCORE_"為首碼的環境變數
另外配置對象還在ExecuteHostingStartups被使用到,後面會詳細講
GetSetting、UseSetting這倆方法分別從_config讀取和寫入配置,所以我們可以在配置主機時更方便的向配置中加入一些值,也可以替換一些值來影響一些組件的配置

所以我們可以在配置web主機時通過UseSetting來快速設置/替換某些配置值,也可以在任意能獲得GenericWebHostBuilder的地方調用GetSetting方便的獲取配置值

4.2、IWebHostEnvironment、WebHostOptions、WebHostBuilderContext

在web主機配置過程中的多個步驟中經常會使用到這幾個對象,我們對web主機進行配置時,提供的委托的參數也經常會攜帶者節參數,因此看看這幾個東西是啥。

IWebHostEnvironment
web主機環境相關,它還繼承IHostEnvironment,所以它包含以下內容:

  • EnvironmentName 主機運行環境,是開發?生產?
  • ApplicationName 應用名
  • ContentRootPath 內容根,預設是應用程式所在目錄
  • ContentRootFileProvider 內容根對應的文件提供器
  • WebRootPath  web根,預設wwwroot,
  • WebRootFileProvider web根對應的文件提供器

WebHostOptions
web主機選項對象,雖然是這個名字,但是並沒有應用選項模式,且它是internal修飾的,因此我們寫代碼通常不會訪問到它,但是它在GenericWebHostBuilder有些作用的
它內部包含根web相關的配置:

  • ApplicationName:應用程式名
  • PreventHostingStartup、HostingStartupAssemblies、HostingStartupExcludeAssemblies:插件/模塊相關屬性,參考《asp.net core 3.x 模塊化開發之HostingStartup
  • Environment:應用程式當前運行,是開發模式?是生產環境?
  • StartupAssembly:啟動類Startup所在程式集
  • WebRoot:web靜態資源目錄,通常對應那個wwwroot目錄
  • ContentRootPath:內容根路徑,通常對應應用程式所在目錄,

WebHostBuilderContext
= IWebHostEnvironment + IConfiguration

private WebHostBuilderContext GetWebHostBuilderContext(HostBuilderContext context)
GenericWebHostBuilder通過這個方法來創建WebHostBuilderContext,web主機配置器內部多個方法都會調用此方法。此方法執行過程大致步驟如下:

  • 使用主機配置器上下文的配置對象來創建一個WebHostOptions,所以WebHostOptions上面那些屬性都是通過配置來賦值的,由於HostBuilderContext的配置對象現在=主機配置對象 + 應用配置對象 + web主機配置對象,可想而知,我們可以通過多種途徑來配置WebHostOptions的屬性
  • 創建WebHostBuilderContext
    • Configuration = context.Configuration,
    • HostingEnvironment = new HostingEnvironment()
  • 通過HostingEnvironmentExtensions.Initialize對WebHostBuilderContext.HostingEnvironment進行初始化,其實就是將WebHostOptions中相應的屬性賦值上去
  • 最後HostBuilderContext和WebHostOptions被存儲到HostBuilderContext.Properties緩存起來

所以我們平時可以通過多種途徑來配置內容根、web根、應用名、運行環境(開發?生成?)
也可以在配置web主機時的委托中來通過WebHostBuilderContext來訪問到這些屬性和對應的文件提供器
由於IHostingEnvironment會以單例註冊到容器,因此我們將來可以直接註入HostingEnvironment或者web主機環境對象

4.3、public IWebHostBuilder Configure(Action<WebHostBuilderContext, IApplicationBuilder> configure)

調用此方法傳入一個委托,這個委托主要用來配置中間件管道,將來通用主機在啟動時會啟動代表asp.net core的GenericWebHostService,這時我們這個委托就會被調用。所以配置管道的代碼是在HostBuilder.Build().Run()這個Run階段執行,並不是在Build這步

這個方法跟UseStartup(下麵會說)是衝突的,意思只能用其中一個,

要瞭解這個方法的原理,得先說說GenericWebHostServiceOptions,它是一個選項對象,看定義:

 1 namespace Microsoft.AspNetCore.Hosting{
 3     internal class GenericWebHostServiceOptions{
 5        public Action<IApplicationBuilder> ConfigureApplication { get; set; }
 6        public WebHostOptions WebHostOptions { get; set; }
 8        public AggregateException HostingStartupExceptions { get; set; }
10     }
11 }

此對象應用了選項模式,(第5行)ConfigureApplication其實就代表了那個用來配置中間件管道的委托

 1 public IWebHostBuilder Configure(Action<WebHostBuilderContext, IApplicationBuilder> configure){
 2             _builder.ConfigureServices((context, services) => {
 3                 services.Configure<GenericWebHostServiceOptions>(options => {
 4                     var webhostBuilderContext = GetWebHostBuilderContext(context);
 5                     options.ConfigureApplication = app => configure(webhostBuilderContext, app);
 6                 });
 7             });
 8 
 9             return this;
10         }

所以無論是Startup中的Configre方法,還是這裡傳入的委托,最終都會以一個委托的形式賦值到GenericWebHostServiceOptions.ConfigureApplication屬性上,而這個委托將來在主機啟動階段被調用,最終實現允許用戶配置中間件管道的目的

為什麼要提供兩種配置中間件管道的方式呢?因為直接在Program.main里配置更簡單,但是封裝性不好,通過單獨的Startup類更清晰。

所以我們配置中間件管道時除了可以在Startup.Configre中配置,也可以直接在Program.main里配置主機時通過GenericWebHostBuilder.Configure進行配置

 

未完待續....

 


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