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使用.NET 6开发TodoList应用(26)——实现Configuration和Option的强类型绑定


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需求

在上一篇文章使用.NET 6开发TodoList应用(25)——实现RefreshToken中,我们通过使用Configuration获取方法GetSection拿到写在appsettings.Development.json中JWT的相关配置字段,这样实现没有问题,但是我们有更好的选择:通过使用强类型的Configuration绑定方法,或者通过Options相关方法来实现。在本文中我们将会分别来看一下这两种方法的实现。

目标

实现配置字段的强类型绑定,分别通过Configuration绑定和Options实现。

原理与思路

要实现强类型绑定,首先我们需要定义这个配置类型。然后根据需求,选择使用Configuration绑定实现或者使用Options配置实现。二者实现的功能上有一些区别:使用Options模式提供了更多的功能,如校验、热加载,也更方便进行测试。

实现

定义配置类型

根据我们在appsettings.Development.json中的配置:

"JwtSettings": {   "validIssuer": "TodoListApi",   "validAudience": "https://localhost:5050",   "expires": 5 } 

Application/Configurations中添加JwtConfiguration类如下:

  • JwtConfiguration.cs
namespace TodoList.Application.Common.Configurations;  public class JwtConfiguration {     public string Section { get; set; } = "JwtSettings";     public string? ValidIssuer { get; set; }     public string? ValidAudience { get; set; }     public string? Expires { get; set; } } 

方法1: 通过Configuration绑定实现

修改Infrastructure项目中的DependencyInjection添加认证方法的逻辑:

  • DependencyInjection.cs
// 省略其他... // 添加认证方法为JWT Token认证 var jwtConfiguration = new JwtConfiguration(); configuration.Bind(jwtConfiguration.Section, jwtConfiguration);  services     .AddAuthentication(opt =>     {         opt.DefaultAuthenticateScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;         opt.DefaultChallengeScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;     })     .AddJwtBearer(options =>     {         options.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters         {             ValidateIssuer = true,             ValidateAudience = true,             ValidateLifetime = true,             ValidateIssuerSigningKey = true,             // 改为使用配置类成员获取             ValidIssuer = jwtConfiguration.ValidIssuer,             ValidAudience = jwtConfiguration.ValidAudience,             IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(Environment.GetEnvironmentVariable("SECRET") ?? "TodoListApiSecretKey"))         };     }); 

修改IdentityService中的逻辑,添加一个私有字段

  • IdentityService.cs
// 添加JWT配置类字段 private readonly JwtConfiguration _jwtConfiguration;  // 构造函数中进行初始化 // 初始化配置对象 _jwtConfiguration = new JwtConfiguration(); configuration.Bind(_jwtConfiguration.Section, _jwtConfiguration); 

并将所有之前使用json对象获取字段值的地方都修改成通过私有字段的成员变量获取:

// 省略其他... ValidIssuer = _jwtConfiguration.ValidIssuer, ValidAudience = _jwtConfiguration.ValidAudience 

验证如下,我们还是通过获取refresh token来检查配置是否成功:
使用.NET 6开发TodoList应用(26)——实现Configuration和Option的强类型绑定

看起来没什么问题。下面我们看第二种方法,也是相对比较推荐的做法。

方法2: 通过IOptions配置实现

我们在Infrastructure/DependencyInjection.cs中添加使用IOptions的配置:

  • DependencyInjection.cs
// 使用IOptions配置 services.Configure<JwtConfiguration>(configuration.GetSection("JwtSettings")); 

然后通过依赖注入的方式去修改IdentityService

  • IdentityService.cs
public IdentityService(     ILogger<IdentityService> logger,     IConfiguration configuration,     UserManager<ApplicationUser> userManager,     IOptions<JwtConfiguration> jwtOptions) {     _logger = logger;     _userManager = userManager;     // 初始化配置对象     _jwtConfiguration = jwtOptions.Value; } 

其他的不需要再进行修改。下面来验证一下效果,验证方法和刚才一致:
使用.NET 6开发TodoList应用(26)——实现Configuration和Option的强类型绑定
可以看到依然是没有问题的。

一点扩展

扩展1: 关于配置热加载

综合我们刚才提到的和所演示的可以看到,我们并没有演示关于配置热加载的功能,如果在程序的运行过程中,我们希望配置文件的改动能够直接反映到应用中,不需要重启应用,可以预想到这个功能还是很重要的。

这个功能是通过IOptionsSnapshot或者IOptionsMonitor来实现的,我们所需要做的就是在依赖注入的时候使用IOptionsSnapshot<JwtConfiguration>或者IOptionsMonitor<JwtConfiguration>代替我们之前使用的IOptions<JwtConfiguration>。在替换的过程中之需要注意以下两点即可:

  1. IOptionsSnapshot本身是注册为ScopedService,所以不能注入到SingletonService中使用;
  2. IOptionsMonitor本身注册为了SingletonService,所以可以注入到SingletonService中使用,但是在取值的时候不是使用Value而是使用CurrentValue

我们使用IOptionsMonitor来举例子验证,只需要修改IdentityService中构造函数的注入部分:

  • IdentityService.cs
public IdentityService(     ILogger<IdentityService> logger,     UserManager<ApplicationUser> userManager,     IOptionsMonitor<JwtConfiguration> jwtOptions) {     _logger = logger;     _userManager = userManager;     // 使用IOptionsMonitor加载配置     _jwtConfiguration = jwtOptions.CurrentValue; } 

重新运行项目,我们先直接请求Token:
使用.NET 6开发TodoList应用(26)——实现Configuration和Option的强类型绑定

解析出的payload如下,过期时间是之前设置的5分钟后:
使用.NET 6开发TodoList应用(26)——实现Configuration和Option的强类型绑定

在不重启应用的情况下,我们去修改appsettings.Development.json中关于过期时间的配置,将过期时间设置为10分钟:

"JwtSettings": {   "validIssuer": "TodoListApi",   "validAudience": "https://localhost:5050",   "expires": 10 } 

再次执行获取Token的请求,查看Header里的Date字段值:
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并把token解析:
使用.NET 6开发TodoList应用(26)——实现Configuration和Option的强类型绑定

这个过期时间已经变成10分钟后了,大家可以自己动手试一下。

扩展2: 关于相同类型的多个配置Section处理

有一种情况是在appsettings.Development.json中我们可能会做这样的配置:

"JwtSettings": {   "validIssuer": "TodoListApi",   "validAudience": "https://localhost:5050",   "expires": 5 }, "JwtApiV2Settings": {   "validIssuer": "TodoListApiV2",   "validAudience": "https://localhost:5050",   "expires": 10 } 

面对这种情况,我们可以在进行IOptions配置时指定配置名称,像这样:

// 使用IOptions配置 services.Configure<JwtConfiguration>("JwtSettings", configuration.GetSection("JwtSettings")); services.Configure<JwtConfiguration>("JwtApiV2Settings", configuration.GetSection("JwtApiV2Settings")); 

而在需要注入使用的地方也指定对应要进行配置的名称即可:

// 使用IOptionsMonitor加载配置 _jwtConfiguration = jwtOptions.Get("JwtApiV2Settings"); 

这样就可以正确地使用相应的配置了,就不再继续演示了。

总结

关于三种IOptions的对比见下表:

类型 依赖注入类型 是否支持配置热加载 配置加载更新时机 是否支持名称配置
IOptions<T> Singleton注入 只在程序运行开始时绑定一次,以后每次获取的都是相同值
IOptionsSnapshot<T> Scoped注入 每次请求时都会重新加载配置
IOptionsMonitor<T> Singleton注入 配置的值被缓存起来了,当原始配置发生变化时立即发生更新

在本文中我们介绍了如何使用强类型绑定配置项,以及如何实现配置的热加载。对于没有涉及到的诸如配置项的校验等内容(可以通过Annotation实现校验)可以参考官方文档:Options validation

参考资料

  1. Options validation
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