ASP.NET Core中的依赖注入（5）：ServicePrvider实现揭秘【补充漏掉的细节】

到目前为止，我们定义的ServiceProvider已经实现了基本的服务提供和回收功能，但是依然漏掉了一些必需的细节特性。这些特性包括如何针对IServiceProvider接口提供一个ServiceProvider对象，何创建ServiceScope，以及如何提供一个服务实例的集合。

一、提供一个ServiceProvider对象

我们知道当将服务类型指定为IServiceProvider接口并调用ServiceProvider的GetService方法是，ServiceProvider对象本身将会作为服务实例返回，这个特性可以利用一个自定义的Service来实现。如下面的代码片段所示，我们定义的这个ServiceProviderService既是一个Service，又是一个ServiceCallSite。它默认采用生命周期管理模式为Scoped，在Invoke和Build方法中，它直接将当前ServiceProvider作为提供的服务实例。在初始化ServiceTable的时候，我们额外添加一个针对ServiceProviderService的ServideEntry。

internal class ServiceProviderService : IService, IServiceCallSite
{
    public ServiceLifetime Lifetime => ServiceLifetime.Scoped;
    public IService Next { get; set; }

    public Expression Build(Expression provider)
    {
        return provider;
    }

    public IServiceCallSite CreateCallSite(ServiceProvider provider, ISet<Type> callSiteChain)
    {
        return this;
    }

    public object Invoke(ServiceProvider provider)
    {
        return provider;
    }
}

internal class ServiceTable
{
    public ServiceTable(IServiceCollection services)
    {
        //解析ServiceCollection并添加相应ServiceEntry
        this.ServieEntries[typeof(IServiceProvider)] = new ServiceEntry(new ServiceProviderService());
    }
}

二、创建ServiceScope

创建ServiceScope的目的在于创建作为当前ServiceProvider儿子的另一个ServiceProvider，新创建的ServiceProvider不仅与原来的ServiceProvider具有相同的根，同时共享所有的服务注册信息。利用这个新的ServiceProvider来代替现有的ServiceProvider，其主要的目的还是使我们能够及时地回收提供的服务实例。ServiceScope是通过它的工厂ServiceScopeFactory来创建的，所以先创建了如下一个ServiceScopeFactory类和对应的ServiceScope，它们的定义与我们在前面一节介绍的完全一致。

internal class ServiceScope : IServiceScope
{
    public IServiceProvider ServiceProvider { get; private set; }

    public ServiceScope(ServiceProvider serviceProvider)
    {
        this.ServiceProvider = serviceProvider;
    }

    public void Dispose()
    {
        (this.ServiceProvider as IDisposable)?.Dispose();
    }
}

internal class ServiceScopeFactory : IServiceScopeFactory
{
    public ServiceProvider ServiceProvider { get; private set; }

    public ServiceScopeFactory(ServiceProvider serviceProvider)
    {
        this.ServiceProvider = serviceProvider;
    }

    public IServiceScope CreateScope()
    {
        return new ServiceScope(this.ServiceProvider);
    }
}

internal class ServiceProvider : IServiceProvider, IDisposable
{

    public ServiceProvider(ServiceProvider parent)
    {
        this.Root = parent.Root;
        this.ServiceTable = parent.ServiceTable;
    }
}

为了让ServiceProvider的GetService方法在服务类型指定为IServiceScopeFactory接口的时候能够自动返回上面我们定义的ServiceScopeFactory对象，我们依然和上面一样创建了一个自定义的Service，并将其命名为ServiceScopeFactoryService。与ServiceProviderService一样，ServiceScopeFactoryService同时也是一个ServiceCallSite，在Build和Invoke方法中它会返回一个ServiceScopeFactory对象。为了让这个它能够生效，我们依然在ServiceTable初始化的时自动添加一个相应的ServiceEntry。

internal class ServiceScopeFactoryService : IService, IServiceCallSite
{
    public ServiceLifetime Lifetime=> ServiceLifetime.Scoped;
    public IService Next { get; set; }

    public IServiceCallSite CreateCallSite(ServiceProvider provider, ISet<Type> callSiteChain)
    {
        return this;
    }

    public Expression Build(Expression provider)
    {
        return Expression.New(typeof(ServiceScopeFactory).GetConstructors().Single(), provider);
    }

    public object Invoke(ServiceProvider provider)
    {
        return new ServiceScopeFactory(provider);
    }
}

internal class ServiceTable
{
    public ServiceTable(IServiceCollection services)
    {
        //解析ServiceCollection并添加相应ServiceEntry
        this.ServieEntries[typeof(IServiceProvider)] =  new ServiceEntry(new ServiceProviderService());
        this.ServieEntries[typeof(IServiceScopeFactory)] = new ServiceEntry(new ServiceScopeFactoryService());
    }
}

三、提供一组服务的集合

到目前为止，我们自定义的ServiceProvider尚不具备原生ServiceProvider的一项特性，那就是当调用GetService方法时将服务类型指定为IEnumerable<T>或者直接调用扩展方法GetServices时，得到的是一个服务实例的集合。这个特性可以通过一个自定义的ServiceCallSite来完成，我们将其命名为EnumerableCallSite。

internal class EnumerableCallSite : IServiceCallSite
{
    public Type ElementType { get; private set; }
    public IServiceCallSite[] ServiceCallSites { get; private set; }

    public EnumerableCallSite(Type elementType, IServiceCallSite[] serviceCallSites)
    {
        this.ElementType = elementType;
        this.ServiceCallSites = serviceCallSites;
    }

    public Expression Build(Expression provider)
    {
        return Expression.NewArrayInit(this.ElementType, this.ServiceCallSites.Select(
            it => Expression.Convert(it.Build(provider), this.ElementType)));
    }

    public object Invoke(ServiceProvider provider)
    {
        var array = Array.CreateInstance(this.ElementType, this.ServiceCallSites.Length);
        for (var index = 0; index < this.ServiceCallSites.Length; index++)
        {
            array.SetValue(this.ServiceCallSites[index].Invoke(provider), index);
        }
        return array;
    }
}

如上面的代码片段所示，EnumerableCallSite具有两个两个只读属性（ElementType和ServiceCallSites），前者表示返回的服务集合的元素类型，后者则返回一组用于提供集合元素的ServiceCallSite。在Invoke和Build方法中，我们只需要根据元素类型创建一个数组，并利用这组ServiceCallSite创建所有的元素即可。这个EnumerableCallSite最终按照如下的方式应用到ServiceProvider的GetServiceCallSite方法中。

internal class ServiceProvider : IServiceProvider, IDisposable
{
    public IServiceCallSite GetServiceCallSite(Type serviceType, ISet<Type> callSiteChain)
    {
        try
        {
            if (callSiteChain.Contains(serviceType))
            {
                throw new InvalidOperationException(string.Format("A circular dependency was detected for the service of type '{0}'",serviceType.FullName);
            }
            callSiteChain.Add(serviceType);
            ServiceEntry serviceEntry;
            if (this.ServiceTable.ServieEntries.TryGetValue(serviceType, out serviceEntry))
            {
                return serviceEntry.Last.CreateCallSite(this, callSiteChain);
            }

            if (serviceType.IsGenericType && serviceType.GetGenericTypeDefinition()== typeof(IEnumerable<>))
            {
                Type elementType = serviceType.GetGenericArguments()[0];
                IServiceCallSite[] serviceCallSites = this.ServiceTable.ServieEntries.TryGetValue(elementType, out serviceEntry)
                    ? serviceEntry.All.Select(it => it.CreateCallSite(this, callSiteChain)).ToArray()
                    : new IServiceCallSite[0];
                return new EnumerableCallSite(elementType, serviceCallSites);
            }

            return null;
        }
        finally
        {
            callSiteChain.Remove(serviceType);
        }
    }
    //其他成员
}

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作者：蒋金楠
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微博：www.weibo.com/artech
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