.NET Core开发之配置详解

熟悉ASP.NET的开发者一定对web.config文件不陌生。在ASP.NET环境中，要想添加配置参数，一般也都会在此文件中操作。其中最常用的莫过于AppSettings与ConnectionStrings两项。而要在代码中获得文件中的配置信息，ConfigurationManager则是必不可少需要引入的程序集。

然而到了ASP.NET Core时代，存储与读取配置的方式都发生了改变。

如果对ASP.NET Core项目有所了解的话，应该会看到过appsettings.json这个文件。这里就从JSON文件配置方式开始解释ASP.NET Core中是如何读取配置信息的。

假设有预先设置的appsettings.json文件：

{
 "option1": "value1_from_json",
 "option2": 2,

 "subsection": {
  "suboption1": "subvalue1_from_json"
 },
 "wizards": [
  {
   "Name": "Gandalf",
   "Age": "1000"
  },
  {
   "Name": "Harry",
   "Age": "17"
  }
 ]
}

在代码中读取可以按下面的方式操作：

public class Program
{
  public static IConfiguration Configuration { get; set; }

  public static void Main(string[] args = null)
  {
    var builder = new ConfigurationBuilder()
      .SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory())
      .AddJsonFile("appsettings.json");

    Configuration = builder.Build();

    Console.WriteLine($"option1 = {Configuration["Option1"]}");
    Console.WriteLine($"option2 = {Configuration["option2"]}");
    Console.WriteLine(
      $"suboption1 = {Configuration["subsection:suboption1"]}");
    Console.WriteLine();

    Console.WriteLine("Wizards:");
    Console.Write($"{Configuration["wizards:0:Name"]}, ");
    Console.WriteLine($"age {Configuration["wizards:0:Age"]}");
    Console.Write($"{Configuration["wizards:1:Name"]}, ");
    Console.WriteLine($"age {Configuration["wizards:1:Age"]}");
    Console.WriteLine();

    Console.WriteLine("Press a key...");
    Console.ReadKey();
  }
}

首先，实例化一个ConfigurationBuilder对象，接着设置基础路径。

SetBasePath的操作其实是在ConfigurationBuilder的属性字典里设置FileProvider的值。

public static IConfigurationBuilder SetBasePath(this IConfigurationBuilder builder, string basePath)
{
  ...
  
  return builder.SetFileProvider(new PhysicalFileProvider(basePath));
}

public static IConfigurationBuilder SetFileProvider(this IConfigurationBuilder builder, IFileProvider fileProvider)
{
  ...

  builder.Properties[FileProviderKey] = fileProvider ?? throw new ArgumentNullException(nameof(fileProvider));
  return builder;
}

然后是添加JSON文件。

public static IConfigurationBuilder AddJsonFile(this IConfigurationBuilder builder, IFileProvider provider, string path, bool optional, bool reloadOnChange)
{
  ...

  return builder.AddJsonFile(s =>
  {
    s.FileProvider = provider;
    s.Path = path;
    s.Optional = optional;
    s.ReloadOnChange = reloadOnChange;
    s.ResolveFileProvider();
  });
}

public static IConfigurationBuilder AddJsonFile(this IConfigurationBuilder builder, Action<JsonConfigurationSource> configureSource)
  => builder.Add(configureSource);

ConfigurationBuilder里添加了一个JsonConfigurationSource对象。

最后，执行ConfigurationBuilder的Build方法，就可以得到保存配置信息的Configuration对象。

总结例子中的代码，获取配置信息的操作其实就分为两步:

生成Configuration对象
按键值从Configuration对象中获取信息

生成Configuration对象的步骤至少要有三个基础环节。

生成ConfigurationBuilder对象
添加ConfigurationSource对象

创建Configuration对象

查看创建Configuration对象的代码，会发现内部利用的其实是ConfigurationSource中创建的ConfigurationProvider对象。

public IConfigurationRoot Build()
{
  var providers = new List<IConfigurationProvider>();
  foreach (var source in Sources)
  {
    var provider = source.Build(this);
    providers.Add(provider);
  }
  return new ConfigurationRoot(providers);
}

再看IConfiguratonSource接口，也只有一个Build方法。

public interface IConfigurationSource
{
  IConfigurationProvider Build(IConfigurationBuilder builder);
}

最终创建的Configuration对象，即ConfigurationRoot中包含了所有的ConfigurationProvider，说明配置信息都由这些ConfigurationProvider所提供。

跟踪至ConfigurationRoot类型的构造方法，果然在其生成对象时，对所有ConfigurationProvider进行了加载操作。

public ConfigurationRoot(IList<IConfigurationProvider> providers)
{
  ...

  _providers = providers;
  foreach (var p in providers)
  {
    p.Load();
    ChangeToken.OnChange(() => p.GetReloadToken(), () => RaiseChanged());
  }
}

比如JsonConfigurationProvider中：

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

通过JSON解析器，将JSON文件的配置信息读取至ConfigurationProvider的Data属性中。这个属性即是用于保存所有配置信息。

 /// <summary>
 /// The configuration key value pairs for this provider.
 /// </summary>
 protected IDictionary<string, string> Data { get; set; }

有了ConfigurationRoot对象后，获取配置信息的操作就很简单了。遍历各个ConfigurationProvider，从中获取第一个匹配键值的数据。

public string this[string key]
{
  get
  {
    foreach (var provider in _providers.Reverse())
    {
      string value;

      if (provider.TryGet(key, out value))
      {
        return value;
      }
    }

    return null;
  }

  ...
}

ConfigurationProvider对象从Data属性获取配置的值。

public virtual bool TryGet(string key, out string value)
  => Data.TryGetValue(key, out value);

在最初的例子中可以看Configuration["wizards:0:Name"]这样的写法，这是因为在Load文件时，存储的方式就是用:为分隔符，以作为嵌套对象的键值。

也可以用另一种方法来写，将配置信息绑定为对象。

先定义对象类型：

public class AppSettings
{
  public string Option1 { get; set; }
  public int Option2 { get; set; }
  public Subsection Subsection { get; set; }
  public IList<Wizards> Wizards { get; set; }
}

public class Subsection
{
  public string Suboption1 { get; set; }
}

public class Wizards
{
  public string Name { get; set; }
  public string Age { get; set; }
}

再绑定对象：

static void Main(string[] args)
{
  var builder = new ConfigurationBuilder()
    .SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory())
    .AddJsonFile("appsettings.json");

  Configuration = builder.Build();

  var appConfig = new AppSettings();
  Configuration.Bind(appConfig);

  Console.WriteLine($"option1 = {appConfig.Option1}");
  Console.WriteLine($"option2 = {appConfig.Option2}");
  Console.WriteLine(
    $"suboption1 = {appConfig.Subsection.Suboption1}");
  Console.WriteLine();

  Console.WriteLine("Wizards:");
  Console.Write($"{appConfig.Wizards[0].Name}, ");
  Console.WriteLine($"age {appConfig.Wizards[0].Age}");
  Console.Write($"{appConfig.Wizards[1].Name}, ");
  Console.WriteLine($"age {appConfig.Wizards[1].Age}");
  Console.WriteLine();

  Console.WriteLine("Press a key...");
  Console.ReadKey();
}

写法变成了常见的对象调用属性方式，但结果是一样的。

除了可以用JSON文件存储配置信息外，ASP.NET Core同时也支持INI与XML文件。当然有其它类型文件时，也可以通过实现IConfigurationSource接口并继承ConfigurationProvider类建立自定义的ConfigrationProvider对象来加载配置文件。

至于文件以外的方式，ASP.NET Core也提供了不少。

命令行，AddCommandLine
环境变量，AddEnvironmentVariables
内存， AddInMemoryCollection
用户机密，AddUserSecrets
Azure Key Vault，AddAzureKeyVault

选择何种存储与读取配置的方法取决于实际场景，ASP.NET Core已经开放了配置方面的入口，任何接入方式理论上都是可行的。实践方面，则需要开发者们不断去尝试与探索。

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