Net6Configuration & Options 源码分析 Part3 IOptionsMonitor 是如何接收到配置文件变更并同步数据源的

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配置源的同步 IOptionsMonitor 使用

//以下demo演示使用IOptionsMonitor重新加载配置并当重新加载配置是执行回调函数

var configuration = new ConfigurationBuilder().AddJsonFile(path: "profile.json",
                                                           optional: false,
                                                           reloadOnChange: true).Build();
new ServiceCollection().AddOptions().Configure(configuration).BuildServiceProvider().GetRequiredService>().OnChange(profile => Console.WriteLine($"data reload: {profile.Age}"));
Console.Read();

public class Profile
{
 public int Age { get; set; }
}

配置源的同步 IOptionsMonitor 源码分析

当文件变更时如何向外发送通知的以及 Reload data。

以JsonConfiguration为例:
FileConfigurationProvider通过FileProvider.Watch当文件发生改变的时候会调用Load,load方法做了两件事情,1.调用子类同名虚方完成具体数据的reload data(由具体实现类:JsonConfigurationProvider)2。提供调用OnReload(由父类ConfigurationProvider实现)。完成对外发送data change的通知。OnReload内调用了_reloadToken.OnReload发送回调通知并产生一个新的ConfigurationReloadToken重新赋值给_reloadToken,通知注册到FileConfigurationProvider._reloadToken的回调,那么想接收到文件改变的消息只需要通过GetReloadToken()得到_reloadToken属性并将回调函数注册进去即可。
如下是此三个类的继承关系JsonConfiguration->FileConfigurationProvider->ConfigurationProvider
知道了这些在看下ConfigurationRoot。

public abstract class FileConfigurationProvider : ConfigurationProvider, IDisposable
{
    public FileConfigurationProvider(FileConfigurationSource source!!)
    {
        Source = source;
        if (Source.ReloadOnChange && Source.FileProvider != null)
        {
            _changeTokenRegistration = ChangeToken.OnChange(
                () => Source.FileProvider.Watch(Source.Path!),
                () =>
                {
                    // 重新从JsonFile Load 数据并
                    Load(reload: true);
                });
        }
    }

    private void Load(bool reload)
    {
        IFileInfo? file = Source.FileProvider?.GetFileInfo(Source.Path ?? string.Empty);
        using Stream stream = OpenRead(file);
        try
        {
            // 此处调用具体实现类的Load 方法例如JsonConfigurationProvider
            Load(stream);
        }

        // 发送OnReload 并重新生成ConfigurationReloadToken共下次使用。
        OnReload();
    }
}

public class JsonConfigurationProvider : FileConfigurationProvider
{
    public JsonConfigurationProvider(JsonConfigurationSource source) : base(source) { }

    public override void Load(Stream stream)
    {
        Data = JsonConfigurationFileParser.Parse(stream);
    }
}

public abstract class ConfigurationProvider : IConfigurationProvider
{
    protected void OnReload()
    {
        ConfigurationReloadToken previousToken = Interlocked.Exchange(ref _reloadToken, new ConfigurationReloadToken());
        previousToken.OnReload();
    }

    public IChangeToken GetReloadToken()
    {
        return _reloadToken;
    }
}

ConfigurationRoot会循环调用把所有的providers 并通过IConfigurationProvider.GetReloadToken()得到FileConfigurationProvider._reloadToken,然后注册上RaiseChanged作为回调函数。以文件系统为例,当文件发生改动时会调用此回调函数,此回调函数又会调用ConfigurationRoot的_changeToken.OnReload()向外发送通知。
ConfigurationChangeTokenSource:注册的时机为ConfigurationChangeTokenSource.Configure.

我们作为使用者注册的回调事件就是注册在OptionsMonitor._onChange中。当用户使用OptionsMonitor时,其在构造方法通过DI拿到使用ConfigurationChangeTokenSource作为包装类,其包装的是ConfigurationRoot._changeToken,并把自身的事件OptionsMonitor._onChange作为回调函数注册在包装类ConfigurationChangeTokenSource.包装的ConfigurationRoot._changeToken中。自此完成了整个回调链条。

// ConfigurationRoot向IConfigurationProvider注册回调函数拼接回调链条。
public class ConfigurationRoot : IConfigurationRoot, IDisposable
{
    _providers = providers;
    _changeTokenRegistrations = new List(providers.Count);
 foreach (IConfigurationProvider p in providers)
 {
 p.Load();
 // 回调链条拼接
 \_changeTokenRegistrations.Add(ChangeToken.OnChange(() => p.GetReloadToken(), () => RaiseChanged()));
 }

 private void RaiseChanged()
 {
 ConfigurationReloadToken previousToken = Interlocked.Exchange(ref \_changeToken, new ConfigurationReloadToken());
 previousToken.OnReload();
 }
}

// ConfigurationChangeTokenSource 包装类与注册 OptionsConfigurationServiceCollectionExtensions
public class ConfigurationChangeTokenSource<TOptions> : IOptionsChangeTokenSource<TOptions>
{
 private IConfiguration \_config;

 public ConfigurationChangeTokenSource(IConfiguration config) : this(Options.DefaultName, config){}

 public IChangeToken GetChangeToken()
 {
 return \_config.GetReloadToken();
 }
}

public static class OptionsConfigurationServiceCollectionExtensions
{
 public static IServiceCollection Configure<[DynamicallyAccessedMembers(DynamicallyAccessedMemberTypes.All)] TOptions>(this IServiceCollection services!!, string? name, IConfiguration config!!, Action? configureBinder) where TOptions : class
 {
 services.AddOptions();
 services.AddSingleton>(new ConfigurationChangeTokenSource(name, config));
 return services.AddSingleton>(new NamedConfigureFromConfigurationOptions(name, config, configureBinder));
 }
}

public class OptionsMonitor<[DynamicallyAccessedMembers(Options.DynamicallyAccessedMembers)] TOptions> : IOptionsMonitor<TOptions>, IDisposable
 where TOptions : class
{
 internal event Actionstring>? \_onChange;
 public OptionsMonitor(IOptionsFactory factory, IEnumerable> sources, IOptionsMonitorCache cache)
 {
 ChangeToken.OnChange(
 () => source.GetChangeToken(),
 (name) => InvokeChanged(name),
 source.Name);
 private void InvokeChanged(string? name)
 {
 name = name ?? Options.DefaultName;
 \_cache.TryRemove(name);
 TOptions options = Get(name);
 if (\_onChange != null)
 {
 \_onChange.Invoke(options, name);
 }
 }

 }
 public IDisposable OnChange(Actionstring> listener)
 {
 var disposable = new ChangeTrackerDisposable(this, listener);
 \_onChange += disposable.OnChange;
 return disposable;
 }
}

总结

整个过程回调使用了两个ConfigurationReloadToken分别是。1. FileConfigurationProvider提供了一个ConfigurationReloadToken 2.提供了一个ConfigurationRoot._changeToken 。回调链条的拼接是。1.FileConfigurationProvider构造函数中文件的Watch与FileConfigurationProvider._reloadToken同时在这里也完成了数据的reload data 2 ConfigurationRoot的构造函数中与IConfigurationProvider._reloadToken进行的回调链条拼接 。第三次拼接是把用户注册的回调函注册在OptionsMonito的event上,OptionsMonito在构造函数中通过DI容器获取到ConfigurationRoot._changeToken中包装类。并把event作为回调函数进行注册.

通过以上代码分析,当我们向创建一个具有相同通知机制的回调链条并且有多次通知 需要利用CancellationToken与 ChangeToken.OnChange 进行链接,同时要注意每次链接后向下发送消息时,要重新生成changeToken,因为changeToken的特性是只能发送一次消息。向多次必须重新生成ChangeToken例如

ConfigurationReloadToken previousToken = Interlocked.Exchange(ref _changeToken, new ConfigurationReloadToken());
previousToken.OnReload();

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