.net 温故知新：【8】.NET 中的配置从xml转向json

在.net framework平台中我们常见的也是最熟悉的就是.config文件作为配置，控制台桌面程序是App.config，Web就是web.config，里面的配置格式为xml格式。

在xml里面有系统生成的配置项，也有我们自己添加的一些配置，最常用的就是appSettings节点，用来配置数据库连接和参数。
使用的话就引用包System.Configuration.ConfigurationManager 之后取里面的配置信息：System.Configuration.ConfigurationManager.AppSettings["ConnectionString"]

随着技术的发展这种配置方式显得冗余复杂，如果配置项太多层级关系参数表达凌乱，在.net core开始也将配置的格式默认成了json格式，包括现在很多的其它配置也是支持的，比如java中常用的yaml格式，为什么能支持这么多读取源和格式，其实质在于配置提供程序。
目前.NET 中的配置是使用一个或多个配置提供程序执行的。 配置提供程序使用各种配置源从键值对读取配置数据，这些配置程序稍后我们会看到，读取的配置源可以是如下这些：

• 设置文件，appsettings.json
• 环境变量
• Azure Key Vault
• Azure 应用配置
• 命令行参数
• 已安装或已创建的自定义提供程序
• 目录文件
• 内存中的 .NET 对象
• 第三方提供程序

二、配置初识

IConfiguration 接口是所有配置源的单个表示形式，给定一个或多个配置源，IConfiguration 类型提供配置数据的统一视图。

上图我们可能没有直观的感受，现在写一个例子来看看

(1). 新建控制台应用程序：
创建控制台使用的是.net 6.0 框架，vs 2022。
安装 Microsoft.Extensions.Configuration.Json NuGet 包，该包提供json配置文件读取。

Install-Package Microsoft.Extensions.Configuration.Json

(2). 添加appsettings.json 文件

{
  "person": {
    "name": "XSpringSun",
    "age": 18
  }
}

(3). 使用json提供程序读取json配置
new一个ConfigurationBuilder，添加json配置，AddJsonFile是在包中的IConfigurationBuilder扩展方法，其它配置提供程序也是用这种扩展方法实现。

        static void Main(string[] args)
        {

            IConfiguration configuration = new ConfigurationBuilder()
                .AddJsonFile("appsettings.json")
                .Build();

            Console.WriteLine(configuration["person:name"]);
            Console.WriteLine(configuration["person:age"]);

            Console.WriteLine("Hello, World!");
            Console.ReadLine();
        }

可以看到已经取到json配置文件中的值了，配置值可以包含分层数据。 分层对象使用配置键中的 : 分隔符表示。在下面的调试对象中我们可以看到实际configuration的Providers 提供程序数组有一个值，就是我们的JsonConfigurationProvider，并且JsonConfigurationProvider里面已经读取了json的数据存储在Data数组中。

对于如上几行代码干了什么呢：

• 将 ConfigurationBuilder 实例化（new ConfigurationBuilder）。
• 添加 "appsettings.json" 文件，由 JSON 配置提供程序识别(AddJsonFile("appsettings.json"))。
• 使用 configuration 实例获取所需的配置

三、选项模式

这样已经实现json进行配置读取，但是取值的方式似乎和以前没什么太大变法，所以.net提供了选项模式，选项模式就是使用类来提供对相关设置组的强类型访问。
我们创建一个Config类用来转换json：

namespace ConfigDemo
{
    public class Config
    {
        public Person? person { get; set; }
    }

    public class Person {
        public string? name { get; set; }
        public int age { get; set; }
    }
}

绑定配置

IConfiguration configuration = new ConfigurationBuilder()
                .AddJsonFile("appsettings.json")
                .Build();


            Config options = new Config();
            ConfigurationBinder.Bind(configuration, options);

            Person person = configuration.GetSection("person").Get<Person>();

            Console.WriteLine(options.person.name);
            Console.WriteLine(options.person.age);

            Console.WriteLine("-----------GetSection获取-------------");
            Console.WriteLine(person.name);
            Console.WriteLine(person.age);

用了两种方式获取配置，第一种使用ConfigurationBinder.Bind()将整个配置绑定到对象Config上，另外一种是使用IConfiguration的GetSection().Get<T>()并返回指定的类型。两种方式都可以使用，看实际需求和用途。

四、选项依赖注入

在控制台程序中我们引用DI注入包，然后演示下如何进行配置的注入。关于DI和IOC不清楚的看我上篇文章.net 温故知新：【7】IOC控制反转，DI依赖注入

• 新建一个测试类TestOptionDI

    public class TestOptionDI
    {
        private readonly IOptionsSnapshot<Config> _options;
        public TestOptionDI(IOptionsSnapshot<Config> options)
        {
            _options = options;
        }

        public void Test()
        {
            Console.WriteLine("DI测试输出：");
            Console.WriteLine($"姓名：{_options.Value.person.name}");
            Console.WriteLine($"年龄：{_options.Value.person.age}");
        }
    }

在测试类中我们使用IOptionsSnapshot<T>接口作为依赖注入，还有其它不同定义的接口用来配置注入，关于选项接口：。

不同接口可以配合读取配置的不同方式起作用，IOptionsSnapshot接口可以在配置文件改变后不同作用域进行刷新配置。接着我们修改main方法，引入DI，并将AddJsonFile方法的参数reloadOnChange设置为true，optional参数是否验证文件存在，建议开发时都设置为true，这样如果文件有问题会进行报错。
注入配置这句services.AddOptions().Configure<Config>(e=>configuration.Bind(e))是关键，通过容器调用AddOptions方法注册，然后Configure方法里面是一个委托方法，该委托的作用就是将配置的信息绑定到Config类型的参数e上。注册到容器的泛型选项接口，这样在TestOptionDI类构造函数注入就能注入IOptionsSnapshot了，这里有点绕。

        static void Main(string[] args)
        {

            IConfiguration configuration = new ConfigurationBuilder()
                .AddJsonFile("appsettings.json",optional:true,reloadOnChange:true)
                .Build();
            
            //IServiceCollection 服务
            ServiceCollection services = new ServiceCollection();
            //注入配置
            services.AddOptions().Configure<Config>(e=>configuration.Bind(e));
            //注入TestOptionDI
            services.AddScoped<TestOptionDI>();

            using (var provider = services.BuildServiceProvider())
            {
                //获取服务
                var testOption = provider.GetRequiredService<TestOptionDI>();
                testOption.Test();
            }
            Console.ReadLine();
        }

为了测试IOptionsSnapshot接口在不同作用域会刷新配置，我们修改下main方法，用一个while循环在ReadLine时修改json文件值，不同的Scope里进行打印。

            using (var provider = services.BuildServiceProvider())
            {
                while (true)
                {
                    using (var scope = provider.CreateScope())
                    {
                        //获取服务
                        var testOption = scope.ServiceProvider.GetRequiredService<TestOptionDI>();
                        testOption.Test();
                    }
                    Console.ReadLine();
                }
            }

这个功能在web中使用很方便，因为框架的一次请求就是一个作用域，所以我们修改了配置，下次请求就能生效了，而不用重启服务。

五、其它配置

如最开始所说，不仅能配置json文件，由于各种提供程序，还可以配置其它的，但是根据配置的顺序会进行覆盖。我们只添加一个环境变量配置演示下：
首先添加提供程序包：Install-Package Microsoft.Extensions.Configuration.EnvironmentVariables。
然后添加环境变量配置代码AddEnvironmentVariables()：

IConfiguration configuration = new ConfigurationBuilder()
                .AddJsonFile("appsettings.json",optional:true,reloadOnChange:true)
                .AddEnvironmentVariables()
                .Build();

在VS中配置临时环境变量

这里有个扁平化配置，就是表示层级用冒号person:age

六、托管模式

对于web项目我们没有进行这么多操作它是怎么配置的呢，其实框架已经自动帮我们做了，其它非web项目也可以使用这种托管模式，在Microsoft.Extensions.Hosting 包中，只需要使用简单的代码就能配置好。

IHost host = Host.CreateDefaultBuilder(args).Build();
await host.RunAsync();

其加载配置的优先级：

通过分析我们对整个配置如何运行的机制有了一个大体的了解，如果想详细了解托管模式的还是建议看官方文档：.NET配置