asp.net core 系列 4 注入服务的生存期

　　在容器中每个注册的服务，根据程序应用需求都可以选择合适的服务生存期，ASP.NET Core 服务有三种生存期配置Transient、Scoped、Singleton。

一.Transient

　　--Transient：瞬间生命周期，在每次请求时会被创建一个新的实例。

　　--适用场景：于无状态的服务，每次使用都需要新的实例。

　　--在Web API中，如果一个服务是无状态的，并且每次请求都需要独立的实例，那么使用Transient是合适的。

　　--在后台服务中，如果每次调用服务的方法时都需要新的实例，也可以使用Transient。

　　--如下代码：使用Transient注入IOperationTransient，多次解析ScopedOperation 对象时，区别如下表格。

public class OperationController:ControllerBase
{    
    public IOperationTransient TransientOperation { get; }    
    public OperationController(IOperationTransient transientOperation){
            TransientOperation = transientOperation;
    }
      // 在同一个请求内，多次解析不是同一个对象
        [HttpGet("singlerequest")]
        public IActionResult SingleRequest()
        {
            var obj1 = TransientOperation;
            var obj2 = TransientOperation;  // 与 obj1 相同
            
            // 或者通过 ServiceProvider 再次解析
            var obj3 = HttpContext.RequestServices.GetService<IOperationTransient>();  // 与 obj1、ojb2 不相同
            return Ok(new {
                Obj1Hash = obj1.GetHashCode(),
                Obj2Hash = obj2.GetHashCode(),  // 相同
                Obj3Hash = obj3.GetHashCode()   // 不相同
            });
        }
}

api名称	HTTP请求	obj1实例	obj2实例	obj3实例	与前一次请求的关系
singlerequest	第一次请求	内存地址（0x1000)	内存地址（0x1000)	内存地址（0x2000)	obj1==obj2,obj1!=obj3, obj2!=obj3
singlerequest	第二次请求	内存地址（0x3000)	内存地址（0x3000)	内存地址（0x4000)	obj1==obj2,obj1!=obj3, obj2!=obj3

 

二.Scoped

　　--Scoped: 作用域生存期，只有在同一个 HTTP 请求内多次解析 Scoped 服务，才会得到相同实例。

　　--适用场景：在Web请求范围内需要共享同一个实例的服务，如数据库上下文（DbContext）。

　　--在Web API中，每个HTTP请求会创建一个作用域，因此在一个请求内多个地方使用同一个服务实例，可以使用Scoped。

　　--在后台服务中，通常没有默认的作用域。

　　--如下代码，使用Scoped注入了IOperationScoped，下面在同一个 HTTP请求内多次解析 ScopedOperation 服务时，区别如下表格。

public class OperationController:ControllerBase
{    
    public IOperationScoped ScopedOperation { get; }    
    public OperationController(IOperationScoped scopedOperation)
    {
            ScopedOperation = scopedOperation;
    }
        
      // 在同一个请求内，多次解析是相同对象
        [HttpGet("singlerequest")]
        public IActionResult SingleRequest()
        {
            var obj1 = ScopedOperation;
            var obj2 = ScopedOperation;  // 与 obj1 相同
            
            // 或者通过 ServiceProvider 再次解析
            var obj3 = HttpContext.RequestServices.GetService<IOperationScoped>();  // 也与 obj1 相同
            
            return Ok(new {
                Obj1Hash = obj1.GetHashCode(),
                Obj2Hash = obj2.GetHashCode(),  // 相同
                Obj3Hash = obj3.GetHashCode()   // 相同
            });
        }
}

api名称	HTTP请求	obj1实例	obj2实例	obj3实例	与前一次请求的关系
singlerequest	第一次请求	内存地址（0x1000)	内存地址（0x1000)	内存地址（0x1000)
singlerequest	第二次请求	内存地址（0x2000)	内存地址（0x2000)	内存地址（0x2000)	与第一次请求实例不同

 

三.Singleton

　　Singleton: 单例生存期，在整个应用程序生命周期内只创建一个实例。

　　--适用场景：全局共享的无状态服务，或者需要长时间保持状态的服务（如缓存）　　

　　--在它们第一次被请求时创建。每个后续请求将使用相同的实例。如果应用程序需要单例行为，建议让服务容器管理服务的生命周期，而不是在自己的类中实现单例模式。

　　----如下代码，使用Singleton注入了IOperationScoped，下面在同一个 HTTP请求内多次解析SingletonOperation 服务时，区别如下表格。　　

public class OperationController:ControllerBase
{    
    public IOperationSingleton SingletonOperation { get; }    
    public OperationController(IOperationSingleton singletonOperation)
    {
            SingletonOperation = singletonOperation;
    }
        
      // 在多次请求内，多次解析是同一个对象
        [HttpGet("singlerequest")]
        public IActionResult SingleRequest()
        {
            var obj1 = SingletonOperation;
            var obj2 = SingletonOperation;  // 与 obj1 相同
            
            // 或者通过 ServiceProvider 再次解析
            var obj3 = HttpContext.RequestServices.GetService<IOperationSingleton>();  // 与 obj1、ojb2 相同
            
            return Ok(new {
                Obj1Hash = obj1.GetHashCode(),
                Obj2Hash = obj2.GetHashCode(),  // 相同
                Obj3Hash = obj3.GetHashCode()   // 相同
            });
        }
}

api名称	HTTP请求	obj1实例	obj2实例	obj3实例	与前一次请求的关系
singlerequest	第一次请求	内存地址（0x1000)	内存地址（0x1000)	内存地址（0x1000)
singlerequest	第二次请求	内存地址（0x1000)	内存地址（0x1000)	内存地址（0x1000)	与第一次请求实例相同

　　

 四.其它

　　1） 在asp.net core中EF的DbContext通常被注册为Scoped生命周期，而不是Singleton，这是因为DbContext不是线程安全的，而Singleton实例会在多个请求之间共享，导致多个线程同时操作同一个DbContext实例，从而引发并发问题。还有数据一致性问题（工作单元Unit of Work）、资源管理(连接池耗尽)等问题。

　　2）在ASP.NET Core中，对于中间件如Redis、Elasticsearch、消息队列等，通常使用Singleton生命周期进行注册，因为这些通常是无状态的或者本身是线程安全的,具体使用哪种生命周期取决于客户端的实现,也可以参考官方文档。

　　　　--对于Redis：StackExchange.Redis中的ConnectionMultiplexer是线程安全的，设计为Singleton。

　　　　--对于Elasticsearch：NEST客户端（ElasticClient）是线程安全的，通常注册为Singleton。

　　　　--对于消息队列：例如RabbitMQ，如果使用一个连接工厂，那么连接工厂通常是线程安全的，可以注册为Singleton。但是，具体的通道（Channel）可能不是线程安全的，需要根据情况而定。

　　3）对于业务逻辑层（如应用服务、领域服务等）和数据库上下文（DbContext），通常使用Scoped生命周期

　　4）Transient服务每次请求都会创建一个新实例。如果服务创建的成本很高（例如，初始化开销大），那么频繁创建可能会导致性能问题。另外，如果服务是无状态的，且创建开销小，那么使用Transient也是可以的　　　

　　5）数据库上下文DbContext，使用Scoped会不会导致性能问题，因为每次http请求都会使用数据库打开连接，关闭连接，是不是没有使用到tcp的多路复用功能？

　　　　答：连接池是由ADO.NET提供的，它是基于连接字符串的，每个不同的连接字符串会有一个连接池。而DbContext本身并不拥有连接池，它使用底层的ADO.NET连接，这些连接由连接池管理。　

　　6）连接池是基于连接字符串ado.net的，EF的Scoped与Singleton注入的都是使用一个连接池。虽然连接池本身是共享的，但是DbContext实例会管理数据库连接。在Scoped生命周期中，DbContext会在请求结束时被释放，从而释放数据库连接回连接池。而Singleton的DbContext会一直持有连接（或者长时间持有），这可能导致连接池中的连接被耗尽，因为连接不会被及时释放。　　　　

　　参考文献：

　　　　官方文档：ASP.NET Core