Asp.Net Core中服务的生命周期选项区别与用法详解

前言

最近在做一个小的Demo中，在一个界面上两次调用视图组件，并且在视图组件中都调用了数据库查询，结果发现，一直报错，将两个视图组件的调用分离，单独进行，却又是正常的，寻找一番，发现是配置依赖注入服务时，对于服务的生命周期没有配置得当导致，特此做一次实验来认识三者之间(甚至是四者之间的用法及区别)。

本文demo地址(具体见WebApi控制器中):https://gitee.com/530521314/koInstance.git （本地下载）

一、服务的生命周期

在Asp.Net Core中，内置容器负责管理服务的生命周期，从被依赖注入容器创建开始，等我们调用完服务时，到容器释放该服务的所有实力为止，有几种形式表现：

　　1、Transient：每次请求服务时，都会创建一个新实例，这种生命周期适合用于轻量级服务（如Repository和ApplicationService服务）。

　　2、Scoped：为每个HTTP请求创建一个实例，生命周期将横贯整次请求。

　　3、SingleTon：在第一次请求服务时，为该服务创建一个实例，之后每次请求将会使用第一次创建好的服务。

　　4、Instance：与SingleTon类似，但在应用程序启动时会将该实例注册到容器中，可以理解为比SingleTon还早存在。

应用程序中相关服务的控制生命周期的方法时通过相应的Add*指定，如下三种，当然还可以通过扩展方法来简化ConfigurationServices方法中所见的代码数量。

services.AddTransient<IApplicationService, ApplicationService>();
services.AddScoped<IApplicationService, ApplicationService>();
services.AddSingleton<IApplicationService, ApplicationService>();

二、代码设计服务生命周期

首先设计一些服务相关的操作接口

public interface IOperation
 {
 Guid GetGuid();
 }

 public interface IOperationTransient: IOperation
 {

 }

 public interface IOperationScoped : IOperation
 {

 }

 public interface IOperationSingleton : IOperation
 {
 
 }

 public interface IOperationInstance : IOperation
 {
 
 }

基础服务接口

其次对这些操作类予以实现并生成相关服务

/// <summary>
 /// 常规服务
 /// </summary>
 public class Operation : IOperation
 {
 private readonly Guid _guid;

 public Operation()
 {
 _guid = Guid.NewGuid();
 }

 public Operation(Guid guid)
 {
 _guid = guid == Guid.Empty ? Guid.NewGuid() : guid;
 }

 public Guid GetGuid()
 {
 return _guid;
 }
 }

 /// <summary>
 /// 瞬时服务
 /// </summary>
 public class OperationTransient : IOperationTransient
 {
 private readonly Guid _guid;

 public OperationTransient()
 {
 _guid = Guid.NewGuid();
 }

 public OperationTransient(Guid guid)
 {
 _guid = guid == Guid.Empty ? Guid.NewGuid() : guid;
 }

 public Guid GetGuid()
 {
 return _guid;
 }
 }

 /// <summary>
 /// 单次请求内服务固定
 /// </summary>
 public class OperationScoped : IOperationScoped
 {
 private readonly Guid _guid;

 public OperationScoped()
 {
 _guid = Guid.NewGuid();
 }

 public OperationScoped(Guid guid)
 {
 _guid = guid == Guid.Empty ? Guid.NewGuid() : guid;
 }

 public Guid GetGuid()
 {
 return _guid;
 }
 }


 /// <summary>
 /// 所有请求内固定服务
 /// </summary>
 public class OperationSingleton : IOperationSingleton
 {
 private readonly Guid _guid;

 public OperationSingleton()
 {
 _guid = Guid.NewGuid();
 }

 public OperationSingleton(Guid guid)
 {
 _guid = guid == Guid.Empty ? Guid.NewGuid() : guid;
 }

 public Guid GetGuid()
 {
 return _guid;
 }
 }

 /// <summary>
 /// 应用程序内固定服务
 /// </summary>
 public class OperationInstance : IOperationInstance
 {
 private readonly Guid _guid;

 public OperationInstance()
 {
 _guid = Guid.NewGuid();
 }

 public OperationInstance(Guid guid)
 {
 _guid = guid == Guid.Empty ? Guid.NewGuid() : guid;
 }

 public Guid GetGuid()
 {
 return _guid;
 }
 }

基础服务具体实现

对基础服务的聚合接口，提供统一服务接口

public interface IOperationService
 {
 /// <summary>
 /// 获取四种形式的Guid码
 /// </summary>
 /// <returns></returns>
 List<string> GetGuidString();
 }

聚合服务接口

对基础服务的聚合实现，将基础服务全部接入进来作为统一服务

/// <summary>
 /// 服务调用
 /// </summary>
 public class OperationService : IOperationService
 {
 public IOperationTransient _transientOperation { get; }
 public IOperationScoped _scopedOperation { get; }
 public IOperationSingleton _singletonOperation { get; }
 public IOperationInstance _instanceOperation { get; }

 public OperationService(IOperationTransient transientOperation,
 IOperationScoped scopedOperation,
 IOperationSingleton singletonOperation,
 IOperationInstance instanceOperation)
 {
 _transientOperation = transientOperation;
 _scopedOperation = scopedOperation;
 _singletonOperation = singletonOperation;
 _instanceOperation = instanceOperation;
 }

 public List<string> GetGuidString()
 {
 return new List<string>()
 {
 $"Transient:"+_transientOperation.GetGuid(),
 $"Scoped:"+_scopedOperation.GetGuid(),
 $"Singleton:" +_singletonOperation.GetGuid(),
 $"Instance:"+_instanceOperation.GetGuid(),
 };
 }
 }

聚合服务的实现

在控制器中进行服务注入

[Route("api/[controller]")]
 [ApiController]
 public class ValuesController : ControllerBase
 {
 private readonly IOperationService _operationService;

 public ValuesController(IOperationService operationService)
 {
 _operationService = operationService;
 }

 [HttpGet]
 [Route(nameof(GetGuidString))]
 public ActionResult<string> GetGuidString()
 {
 return string.Join("
", _operationService.GetGuidString());
 }
 }

在StartUp中完成服务注入逻辑，这里实现服务注入的方式多种均可。

services.AddTransient<IOperationTransient, OperationTransient>();
services.AddScoped<IOperationScoped, OperationScoped>();
services.AddSingleton<IOperationSingleton, OperationSingleton>();//应用程序启动时便注入该实例
services.AddSingleton<IOperationInstance>(new OperationInstance(Guid.Empty));
services.AddTransient<IOperationService, OperationService>();

通过访问预期Api地址可以得到不同的四种基础服务的Guid信息，

第一次启动程序(不关闭)发起访问：

第二次(第一次基础上再次访问)发起访问：

可以看见，两次访问下，Singleton和Instance是相同的，都是由应用程序启动时和应用服务加载时决定完毕，Singleton在首次进入服务时进行分配，并始终保持不变，而Instance在应用程序启动时，便将实例注入，进入服务也保持着最先的实例，没有重新分配实例。而Transient和Scoped则进行着变化。

关闭程序，重启，第三次发起访问：

可以见到，Singleton和Instance都发生了变化，也说明了之前在Singleton和Instance处写上的作用。

接下来开始设计Transient和Scoped的不同之处，对于已有代码加上新功能，此次我们只针对Scoped和Transient进行比较。

首先在StartUp中将HttpContextAccessor服务注入，目的是在后期能够针对Scoped获取新的服务实例(尽管两个实例是相同的)。

 services.AddHttpContextAccessor();

接着在聚合服务中增加一个方法，用来针对Transient、Scoped测试。

 /// <summary>
 /// 获取Transient、Scoped的Guid码
 /// </summary>
 /// <returns></returns>
 List<string> GetTransientAndScopedGuidString();

在聚合服务实现中实现该方法并对已有的服务重新获取实例，得到不同实例下的Guid码。

public List<string> GetTransientAndScopedGuidString()
 {
 //var tempTransientService = (IOperationTransient)ServiceLocator.Instance.GetService(typeof(IOperationTransient));

 var tempTransientService = (IOperationTransient)_httpContextAccessor.HttpContext.RequestServices.GetService(typeof(IOperationTransient));
 var tempScopedService = (IOperationScoped)_httpContextAccessor.HttpContext.RequestServices.GetService(typeof(IOperationScoped));

 return new List<string>()
 {
 $"原生Transient请求服务:"+_transientOperation.GetGuid(),
 $"手动Transient请求服务:"+ tempTransientService.GetGuid(),
 $"原生Scoped请求服务:"+_scopedOperation.GetGuid(),
 $"手动Scoped请求服务:"+tempScopedService.GetGuid(),
 };
 }

在控制器部分调用该聚合服务即可，并返回相应的结果，本次我返回的结果：