（16）ASP.NET Core 通用主机（HostBuilder）

1.前言

ASP.NET Core应用程序可以配置和启动主机（Host）。主机负责应用程序启动和生命周期管理。通用主机用于无法处理HTTP请求的应用程序。通用主机的用途是将HTTP管道从Web主机API中分离出来，从而启用更多的主机方案。 基于通用主机的消息、后台任务和其他非HTTP工作负载可从横切功能（如配置、依赖关系注入[DI]和日志记录）中受益。通用主机是ASP.NET Core 2.1中的新增功能，不适用于Web承载方案。对于Web承载方案，请使用Web主机。通用主机将在未来版本中替换Web主机，并在HTTP和非HTTP方案中充当主要的主机API。

2.介绍

IHostedService是执行代码的入口点。每个IHostedService实现都按照ConfigureServices中服务注册的顺序执行。主机启动时，每个IHostedService上都会调用StartAsync，主机正常关闭时，以反向注册顺序调用StopAsync。

3.设置主机

IHostBuilder是供库和应用程序初始化、生成和运行主机的主要组件：

public static async Task Main(string[] args)
{
    var host = new HostBuilder().Build();
    await host.RunAsync();
}

4.选项

HostOptions配置IHost的选项。

4.1关闭超时值

ShutdownTimeout设置StopAsync的超时值。默认值为5秒。Program.Main中的以下选项配置将默认值为5秒的关闭超时值增加至20秒：

var host = new HostBuilder().ConfigureServices((hostContext, services) =>
    {
        services.Configure<HostOptions>(option =>
        {
            option.ShutdownTimeout = System.TimeSpan.FromSeconds();
        });
    })
    .Build();

5.默认服务

在主机初始化期间注册以下服务：
●环境 (IHostingEnvironment)
●HostBuilderContext
●配置 (IConfiguration)
●IApplicationLifetime (ApplicationLifetime)
●IHostLifetime (ConsoleLifetime)
●IHost
●选项 (AddOptions)
●日志记录 (AddLogging)

6.主机配置

主机配置的创建方式如下：
●调用IHostBuilder上的扩展方法以设置“内容根”和“环境”。
●从ConfigureHostConfiguration中的配置提供应用程序读取配置。
●应用程序键（名称）、内容根、环境配置方式我就不多说了，跟上一篇Web主机配置是一样的。

6.1ConfigureHostConfiguration

ConfigureHostConfiguration使用IConfigurationBuilder来为主机创建IConfiguration。主机配置用于初始化IHostingEnvironment，以供在应用程序的构建过程中使用。可多次调用ConfigureHostConfiguration，并得到累计结果。必须在ConfigureHostConfiguration中显式指定应用程序所需的任何配置提供自身，包括：
●文件配置（例如，来自hostsettings.json文件）。
●环境变量配置。
●命令行参数配置。
●任何其他所需的配置提供程序。
通过使用SetBasePath指定应用程序的基本路径，然后调用其中一个文件配置提供应用程序，可以启用主机的文件配置。示例应用使用JSON文件hostsettings.json，并调用AddJsonFile来使用文件的主机配置设置。要添加主机的环境变量配置，请在主机生成器上调用 AddEnvironmentVariables。AddEnvironmentVariables接受用户定义的前缀（可选）。示例应用程序使用前缀PREFIX_。当系统读取环境变量时，便会删除前缀。配置示例应用程序的主机后，PREFIX_ENVIRONMENT的环境变量值就变成environment密钥的主机配置值。示例HostBuilder配置使用ConfigureHostConfiguration：

var host = new HostBuilder().ConfigureHostConfiguration(configHost =>
    {
        configHost.SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory());
        configHost.AddJsonFile("hostsettings.json", optional: true);
        configHost.AddEnvironmentVariables(prefix: "PREFIX_");
        configHost.AddCommandLine(args);
    })

6.2ConfigureAppConfiguration

通过在IHostBuilder实现上调用ConfigureAppConfiguration创建应用程序配置。ConfigureAppConfiguration使用IConfigurationBuilder来为应用程序创建IConfiguration。可多次调用ConfigureAppConfiguration，并得到累计结果。应用程序使用上一次在一个给定键上设置值的选项。HostBuilderContext.Configuration中提供ConfigureAppConfiguration创建的配置，以供进行后续操作和在Services中使用。应用程序配置会自动接收ConfigureHostConfiguration提供的主机配置。示例应用配置使用ConfigureAppConfiguration：

var host = new HostBuilder().ConfigureAppConfiguration((hostContext, configApp) =>
    {
        configApp.SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory());
        configApp.AddJsonFile("appsettings.json", optional: true);
        configApp.AddJsonFile(
            $"appsettings.{hostContext.HostingEnvironment.EnvironmentName}.json",
            optional: true);
        configApp.AddEnvironmentVariables(prefix: "PREFIX_");
        configApp.AddCommandLine(args);
    })

6.3ConfigureServices

ConfigureServices将服务添加到应用程序的依赖关系注入容器。可多次调用ConfigureServices，并得到累计结果。托管服务是一个类，具有实现IHostedService接口的后台任务逻辑。示例应用程序使用AddHostedService扩展方法向自身添加生命周期事件 LifetimeEventsHostedService和定时后台任务TimedHostedService服务：

var host = new HostBuilder()
    .ConfigureServices((hostContext, services) =>
    {
        if (hostContext.HostingEnvironment.IsDevelopment())
        {
            // Development service configuration
        }
        else
        {
            // Non-development service configuration
        }
        services.AddHostedService<LifetimeEventsHostedService>();
        services.AddHostedService<TimedHostedService>();
})

6.4ConfigureLogging

ConfigureLogging添加了一个委托来配置提供的ILoggingBuilder。可以利用相加结果多次调用 ConfigureLogging。

var host = new HostBuilder().ConfigureLogging((hostContext, configLogging) =>
    {
        configLogging.AddConsole();
        configLogging.AddDebug();
    })

6.4.1UseConsoleLifetime

UseConsoleLifetime侦听Ctrl+C/SIGINT或SIGTERM并调用StopApplication来启动关闭进程。UseConsoleLifetime解除阻止RunAsync和WaitForShutdownAsync等扩展。ConsoleLifetime预注册为默认生命周期实现，使用注册的最后一个生命周期。

var host = new HostBuilder().UseConsoleLifetime()

7.容器配置

主机可以接受IServiceProviderFactory<TContainerBuilder>。提供工厂不属于DI容器注册，而是用于创建具体DI容器的主机内部函数。UseServiceProviderFactory(IServiceProviderFactory<TContainerBuilder>)重写用于创建应用程序的服务提供程序的默认工厂。ConfigureContainer方法托管自定义容器配置。ConfigureContainer提供在基础主机API的基础之上配置容器的强类型体验。可以利用相加结果多次调用ConfigureContainer。

为应用程序创建服务容器并提供服务容器工厂：

public class GenericHostSample
{
    internal class ServiceContainerFactory : IServiceProviderFactory<ServiceContainer>
    {
        public ServiceContainer CreateBuilder(IServiceCollection services)
        {
            return new ServiceContainer();
        }
        public IServiceProvider CreateServiceProvider(ServiceContainer containerBuilder)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }
}

使用该工厂并为应用程序配置自定义服务容器：

var host = new HostBuilder().UseServiceProviderFactory<ServiceContainer>(new ServiceContainerFactory())
    .ConfigureContainer<ServiceContainer>((hostContext, container) =>{
})

8.扩展性

在IHostBuilder上使用扩展方法实现主机扩展性。应用程序建立UseHostedService扩展方法，以注册在T中传递的托管服务：

public static class Extensions
{
    public static IHostBuilder UseHostedService<T>(this IHostBuilder hostBuilder)
        where T : class, IHostedService, IDisposable
    {
        return hostBuilder.ConfigureServices(services =>
            services.AddHostedService<T>());
    }
}

9.管理主机

IHost实现负责启动和停止由服务容器中注册的IHostedService实现。

9.1Run

Run运行应用程序并阻止调用线程，直到关闭主机：

public class Program
{
    public void Main(string[] args)
    {
        var host = new HostBuilder().Build();
        host.Run();
    }
}

9.2RunAsync

RunAsync运行应用程序并返回在触发取消令牌或关闭时完成的Task：

public class Program
{
    public static async Task Main(string[] args)
    {
        var host = new HostBuilder().Build();
        await host.RunAsync();
    }
}

9.3RunConsoleAsync

RunConsoleAsync启用控制台、生成和启动主机，以及等待Ctrl+C/SIGINT或SIGTERM关闭。

public class Program
{
    public static async Task Main(string[] args)
    {
        var hostBuilder = new HostBuilder();
        await hostBuilder.RunConsoleAsync();
    }
}

9.4Start和StopAsync

Start同步启动主机。StopAsync尝试在提供的超时时间内停止主机。

public class Program
{
    public static async Task Main(string[] args)
    {
        var host = new HostBuilder().Build();
        using (host)
        {
            host.Start();
            await host.StopAsync(TimeSpan.FromSeconds());
        }
    }
}

9.5StartAsync和StopAsync

StartAsync启动应用程序。StopAsync停止应用程序。

public class Program
{
    public static async Task Main(string[] args)
    {
        var host = new HostBuilder().Build();
        using (host)
        {
            await host.StartAsync();
            await host.StopAsync();
        }
    }
}

9.6WaitForShutdown

WaitForShutdown通过IHostLifetime触发，例如ConsoleLifetime（侦听Ctrl+C/SIGINT或SIGTERM）。WaitForShutdown调用StopAsync。

public class Program
{
    public void Main(string[] args)
    {
        var host = new HostBuilder().Build();
        using (host)
        {
            host.Start();
            host.WaitForShutdown();
        }
    }
}

9.7WaitForShutdownAsync

WaitForShutdownAsync返回在通过给定的令牌和调用StopAsync来触发关闭时完成的Task。

public class Program
{
    public static async Task Main(string[] args)
    {
        var host = new HostBuilder().Build();
        using (host)
        {
            await host.StartAsync();
            await host.WaitForShutdownAsync();
        }
    }
}

9.8External control（外部控件）

public class Program
{
    private IHost _host;
    public Program()
    {
        _host = new HostBuilder()
            .Build();
    }
    public async Task StartAsync()
    {
        _host.StartAsync();
    }
    public async Task StopAsync()
    {
        using (_host)
        {
            await _host.StopAsync(TimeSpan.FromSeconds());
        }
    }
}

在StartAsync开始时调用WaitForStartAsync，在继续之前，会一直等待该操作完成。它可用于延迟启动，直到外部事件发出信号。

10.IHostingEnvironment、IApplicationLifetime接口

该两个接口类型跟上一篇Web主机IHostingEnvironment、IApplicationLifetime接口类型是一样的，详情就不在这多讲了，想要了解的请移步到上一篇Web主机文章。

参考文献：
ASP.NET Core 通用主机