ABP基础架构深入探索

前言

我们将从 ASP.NET Core 的 Startup类开始了解为什么我们需要模块化系统，以及 ABP 如何提供模块化方式来配置和初始化应用程序。然后我们将探索 ASP.NET Core 的依赖注入，以及ABP是如何使用预定义规则（predefined rules）自动进行依赖注入。最后，我们将了解 ASP.NET Core 的配置和选项框架，以及其他类库。

以下是本文的所有主题：

• 了解模块化
• 使用依赖注入系统
• 配置应用程序
• 实现选项模式
• 日志系统

一、了解模块化

模块化是一种将大型软件按功能分解为更小的部分，并允许每个部分通过标准化接口进行通信。模块化有以下主要好处：

• 模块按规则进行隔离后，大大降低了系统复杂性。
• 模块之间松散耦合，提供了更大的灵活性。因为模块是可组装、可替换的。
• 因为模块是独立的，所以它允许跨应用被重用。

大多数企业的软件被设计成模块化，但是，实现模块化并不容易。ABP 框架的主要目标之一是为模块化提供基础设施和工具。我们将在后面详细介绍模块化开发，本节只介绍 ABP 模块的基础知识。

Startup 类

在定义ABP的模块之前，建议先熟悉 ASP.NET Core 中的StartUp类，我们看下ASP.NET Core 的Startup类：

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddMvc();
        services.AddTransient<MyService>();
    }
    public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
    {
        app.UseRouting();
        if (env.IsDevelopment())
        {
            app.UseDeveloperExceptionPage();
        }
        app.UseEndpoints(endpoints =>
        {
            endpoints.MapControllers();
        });
    }
}

ConfigureServices方法用于配置服务并将新服务注册到依赖注入系统。另一方面，Configure方法用于配置 ASP.NET Core 管道中间件，用于处理 HTTP 请求。在应用程序启动之前，我们需要在Program.cs中配置Startup类：

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        CreateHostBuilder(args).Build().Run();
    }
    public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) =>
        Host.CreateDefaultBuilder(args).ConfigureWebHostDefaults(webBuilder =>
            {
                webBuilder.UseStartup<Startup>();
            });
}

这个Startup类是独一无二的，我们只有一个点来配置和初始化所有的服务。但是，在模块化应用程序中，我们希望每个模块都能独立配置和初始化与该模块相关的服务。此外，一个模块通常需要使用或依赖于其他模块，因此模块配置顺序和初始化就非常重要了。我们来看下 ABP 的模块是如何定义的

模块定义

ABP 模块是一组类型（比如类或接口），它们一同开发一同交付的。它是一个程序集（一般来说是Visual Studio 中的一个项目），派生自AbpModule，模块类负责配置和初始化，并在必要时配置依赖模块。

下面是一个短信发送模块的简单定义：

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Volo.Abp.Modularity;
namespace SmsSending
{
    public class SmsSendingModule : AbpModule 
    {
        public override void ConfigureServices(
ServiceConfigurationContext context)
        {
            context.Services.AddTransient<SmsService>();
        }
    }
}

每个模块都可以重写ConfigureServices方法，以便将其服务注册到依赖注入系统。此示例中的SmsService服务被注册为瞬态生命周期。该示例和上面Startup类似。但是，大多时候，您不需要手动注册服务，这要归功ABP 框架的按约定注册系统。

OnApplicationInitialization方法用在服务注册完成后，并且在应用准备就绪后执行。使用此方法，您可以在应用启动时执行任何操作。例如，您可以初始化一个服务：

public class SmsSendingModule : AbpModule 
{
    //...
    public override void OnApplicationInitialization(ApplicationInitializationContext context)
    {
        var service = context.ServiceProvider.GetRequiredService<SmsService>();
        service.Initialize();
    }
}

这里，我们使用context.ServiceProvider从依赖注入系统请求并初始化服务。可见，此时服务已经完成注册。

您也可以将OnApplicationInitialization方法等同于Startup类的Configure方法。

您可以在此处构建 ASP.NET Core 请求管道。但是，通常我们会在启动模块中配置请求管道，如下一节所述。

模块依赖和启动模块

一个业务应用通常由多个模块组成，ABP 框架允许您声明模块之间的依赖关系。一个应用必须要有一个启动模块。启动模块可以依赖于其他模块，其他模块可以再依赖于其他模块，以此类推。

下图是一个简单的模块依赖关系图：

如果所示，如果模块 A 依赖于模块 B，则模块 B 总是在模块 A 之前初始化。这允许模块 A 使用、设置、更改或覆盖模块 B 定义的配置和服务。

对于示例图，模块初始化的顺序应该是：G、F、E、D、B、C、A。

您不必知道确切的初始化顺序；只需要知道如果你的模块依赖于模块xx，那么模块xx在你的模块之前被初始化。

ABP使用[DependsOn]（属性声明）方式来定义模块依赖：

[DependsOn(typeof(ModuleB), typeof(ModuleC))]
public class ModuleA : AbpModule
{    
}

这里，ModuleA通过[DependsOn]依赖于ModuleB和ModuleC。本例中，启动模块ModuleA负责设置ASP.NET Core 的请求管道：

[DependsOn(typeof(ModuleB), typeof(ModuleC))]
public class ModuleA : AbpModule
{
    //...
    public override void OnApplicationInitialization(ApplicationInitializationContext context)
    {
        var app = context.GetApplicationBuilder();
        var env = context.GetEnvironment();
        
        app.UseRouting();
        if (env.IsDevelopment())
        {
            app.UseDeveloperExceptionPage();
        }
        app.UseEndpoints(endpoints =>
        {
            endpoints.MapControllers();
        });
    }
}

代码块和之前ASP.NET Core的 Startup类 创建请求管道相同。

context.GetApplicationBuilder()和context.GetEnvironment()用于从依赖注入中获IApplicationBuilder和IWebHostEnvironment服务。

最后，我们在Startup里将ASP.NET Core 和 ABP 框架进行集成：

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddApplication<ModuleA>();
    }
    public void Configure(IApplicationBuilder app)
    {
        app.InitializeApplication();
    }
}

services.AddApplication()方法由 ABP 框架定义，用于ABP的模块配置。它按顺序执行了所有模块的ConfigureServices方法。而app.InitializeApplication()方法也是由 ABP 框架定义，它也是按照模块依赖的顺序来执行所有模块的OnApplicationInitialization方法。

ConfigureServices和OnApplicationInitialization方法是模块类中最常用的方法。

模块生命周期

AbpModule中定义的生命周期方法，除了上面看到的ConfigureServices和OnApplicationInitialization，下面罗列其他生命周期相关方法：

PreConfigureServices: 这个方法在ConfigureServices方法之前被调用。它允许您配置服务之前执行的代码。

ConfigureServices：这是配置模块和注册服务的主要方法。

PostConfigureServices: 该方法在ConfigureServices之后调用（包括依赖于您模块的模块），这里可以配置服务后执行的代码。

OnPreApplicationInitialization: 这个方法在OnApplicationInitialization之前被调用。在这个阶段，您可以从依赖注入中解析服务，因为服务已经被初始化。

OnApplicationInitialization：此方法用来配置 ASP.NET Core 请求管道并初始化您的服务。

OnPostApplicationInitialization: 这个方法在初始化阶段后被调用。

OnApplicationShutdown：您可以根据需要自己实现模块的关闭逻辑。带Pre…和Post…前缀的方法与原始方法具有相同的目的。它们提供了一种在模块之前或之后执行的一些配置/初始化代码，一般情况下我们很少使用到。

异步生命周期方法

本节介绍的生命周期方法是同步的。在编写本书时，ABP 框架团队正努力在 框架 5.1 版本引入异步生命周期方法。

如前所述，模块类主要包含注册和配置与该模块相关的服务的代码。在下一节中，我们将介绍如何使用 ABP 框架注册服务。

二、使用依赖注入系统

.NET 原生依赖注入

依赖注入是一种获取类的依赖的技术，它将创建类与使用该类分开。

假设我们有一个UserRegistrationService类，它调用SmsService类来发送验证短信，如下：

public class UserRegistrationService
{
    private readonly SmsService _smsService;
    public UserRegistrationService(SmsService smsService)
    {
        _smsService = smsService;
    }
    public async Task RegisterAsync(
        string username,
        string password,
        string phoneNumber)
    {
        //...save user in the database
        await _smsService.SendAsync(
            phoneNumber,
            "Your verification code: 1234"
        );
    }
}

这里的SmsService使用构造函数注入来获取实例。也就是说，依赖注入系统会自动帮我们实例化类的依赖项，并将它们赋值给我们的_smsService。

注意：ABP采用的是ASP.NET Core原生的依赖注入框架，他自己并没有发明依赖注入框架。

在设计服务时，我们还要考虑另外一件重要的事情：服务生命周期。ASP.NET Core 为服务注册提供了三个生命周期选项：

• Transient（瞬态）：每次您请求/注入服务时，都会创建一个新实例。
• Scoped（范围）: 通常这由请求生命周期来评估，您只有在同一范围内才能共享相同的实例。
• Singleton（单例）：在应用内有且仅有一个实例。所有请求都使用相同的实例。该对象在第一次请求创建。以下模块注册了两个服务，一个是瞬态的，另一个是单例的：

public class MyModule : AbpModule
{
    public override void ConfigureServices(ServiceConfigurationContext context)
    {
        context.Services.AddTransient<ISmsService, SmsService>();
        context.Services.AddSingleton<OtherService>();
    }
}

context.Services的类型是IServiceCollection，它是一个扩展方法。

在第一个示例中使用接口注册，第二个示例使用引用类注册为单例。

ABP的依赖注入

使用 ABP 框架时，您不必考虑服务注册，这要归功于 ABP 框架独特的服务注册系统。

1.约定式注册

在 ASP.NET Core 中，所有服务需要显式注册到IServiceCollection，如上一节所示。这些注册大多重复，完全可以自动化操作。

ABP 对于以下类型采用自动注册：

• MVC controllers
• Razor page models
• View components
• Razor components
• SignalR hubs
• Application services
• Domain services
• Repositories以上类型均使用瞬态生命周期自动注册。如果您还有别的类型，可以考虑接口注册。

2.接口注册

您可以实现以下三种接口来注册：

ITransientDependency

IScopedDependency

ISingletonDependency

例如，在下面代码块中，我们将服务注册为单例：

public class UserPermissionCache : ISingletonDependency
{ }

接口注册很容易并且是推荐的方式，但与下面的属性注册相比，它有一定的局限性。

3.属性注册

属性注册更精细，下面是和属性注册相关的配置参数

Lifetime(enum): 服务的生命周期，包括Singleton,Transient和Scoped

TryRegister(bool)：仅当服务尚未注册时才注册

ReplaceServices(bool)：如果服务已经注册，则替换之前的注册

示例代码：

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Volo.Abp.DependencyInjection;
namespace UserManagement
{
    [Dependency(ServiceLifetime.Transient, TryRegister = true)]
    public class UserPermissionCache
    { }
}

4.接口属性混合注册

属性接口一起使用。如果属性定义了属性，属性比接口优先级更高。

如果一个类可能被注入不同的类或接口，具体取决于暴露的类型。

暴露服务

当一个类没有实现接口时，只能通过类引用注入。上一节中的UserPermissionCache类就是通过注入类引用来使用的。

假设我们有一个抽象 SMS 发送的接口：

public interface ISmsService
{
    Task SendAsync(string phoneNumber, string message);
}

假设您要ISmsService实现 Azure 服务：

public class AzureSmsService : ISmsService, ITransientDependency
{
    public async Task SendAsync(string phoneNumber, string message)
    {
        //TODO: ...
    }
}

这里的AzureSmsService实现了ISmsService和ITransientDependency两个接口。而ITransientDependency接口才是用于自动注册到依赖注入中的。这里的注入主要通过命名约定来实现，因为AzureSmsService以SmsService作为后缀结尾。我们再举一个通过命名约定的例子，假设我们有一个实现多个接口的类：

public class PdfExporter: IExporter, IPdfExporter, ICanExport, ITransientDependency
{ }

PdfExporter服务可以通过注入IPdfExporter和IExporter接口来使用，也可以直接注入PdfExporter类引用来使用。但是，您不能使用ICanExport接口注入它，因为名称PdfExporter不以CanExport为后缀。

一旦您使用该ExposeServices属性来暴露服务，如以下代码块所示：

[ExposeServices(typeof(IPdfExporter))]
public class PdfExporter: IExporter, IPdfExporter, ICanExport, ITransientDependency
{ }

现在，您只能通过注入IPdfExporter接口来使用PdfExporter类。

我应该为每个服务定义接口吗？

ABP 不会强迫你这么做，但是通用接口来定义是最佳实践：如果你想松散地耦合你的服务。比如，在单元测试中可以轻松模拟测试数据。

这就是为什么我们将接口与实现物理分离（例如，我们在项目中定义Application.Contracts接口，并在Application项目中实现它们，或者在领域层中定义存储库接口，在基础设施层中实现它们）。

我们已经了解了如何注册和消费服务。另外，某些服务具有选项配置，您需要在使用它们之前对其进行配置。接下来的两节将展开介绍，更多关于ABP基础架构的资料请关注编程网其它相关文章！