在本文中,我们将创建一个自定义的.NET Core应用配置源和提供程序,用于从Redis中读取配置。在此之前,您需要稍微了解一些.NET Core配置提供程序的工作原理,相关的内容可以在Microsoft开发者官网搜索到。另外您可能还需要了解一些Redis的基础知识,比如Redis的基础数据类型,持久化等等。

一、配置的数据格式

.NET Core应用支持多种配置源(例如json、xml、ini文件,环境变量,内存字典,自定义源等),并且支持同时添加多个配置源,这也是本文的前提条件。应用程序会按照加入的先后顺序替换或补充配置。默认情况下,.NET Core应用的配置是存储在appsettings.json文件中的。在早期的.NET Core应用中,Program.cs的CreateHost方法里面还能看到AddJsonFile("appsettings.json").AddJsonFile($"appsetting.{env.Environment}.json")这样的代码,但是.NET 5以后,这段代码默认被隐藏了。

看过源码的朋友应该知道,.NET Core应用读取配置后,会将数据转换为一个Key和Value都是string的字典。Key的格式为Node1:Node2:abc。例如:

{
"Logging": {
"LogLevel": {
"Default": "Information",
"Microsoft": "Warning",
"Microsoft.Hosting.Lifetime": "Information"
}
},
"ConnectionStrings": {
"DefaultConnection": "Server=myserver;Database=mydb;User=myuser;Password=mypassword;"
},
"AppSettings": {
"ApiBaseUrl": "https://api.example.com",
"ApiKey": "your-api-key"
},
"AllowedHost":["foo1.com","foo2.com"]
}

转换后的数据为:

Logging:LogLevel:Default=Information
Logging:LogLevel:Microsoft=Warning
Logging:LogLevel:Microsoft.Hosting.Lifetime=Information
ConnectionStrings:DefaultConnection=Server=myserver;Database=mydb;User=myuser;Password=mypassword;
AppSettings:ApiBaseUrl=https://api.example.com
AppSettings:ApiKey=your-api-key
AllowedHost:0=foo1.com
AllowedHost:1=foo2.com

二、Redis的Hash类型

通过上面介绍,Redis的Hash数据结构刚好完美的切合了这一特点。先简单的介绍一下:

在Redis中,Hash是一种数据结构,用于存储键值对的集合,其中每个键都映射到一个值。Redis的Hash是一个键值对的无序集合,其中的每个键都是唯一的。Hash是一个类似于字典或关联数组的概念,在其他编程语言中也称为Map或Dictionary。

三、代码实现

创建好项目之后,我们需要安装一个NuGet包,就是大家熟知的StackExchange.Redis,到目前为止应该是.NET应用程序使用最多的Redis客户端。

PM> Install-Package StackExchange.Redis -v 2.7.10

您也可以通过Visual Studio、Rider自带的NuGet客户端安装,或者是直接在csproj文件中加入<PackageReference Include="StackExchange.Redis" Version="2.7.10" />

RedisConfigurationProvider.cs

public sealed class RedisConfigurationProvider : ConfigurationProvider, IAsyncDisposable
{
private readonly ConnectionMultiplexer _connection; private readonly IDatabase _database; private readonly string _key; public RedisConfigurationProvider(RedisConfigurationSource source)
{
_key = source.Key;
_connection = ConnectionMultiplexer.Connect(source.ConnectionString);
_database = _connection.GetDatabase(source.Database);
} /// <inheritdoc />
public override void Load()
{
Data = _connection.HashGetAll(_key).ToDictionary(x => x.Name.ToString(), x => ReadRedisValue(x.Value);
} private static string ReadRedisValue(RedisValue value)
{
if (value.IsNull)
{
return null;
} return value.IsNullOrEmpty ? string.Empty : value.ToString();
} /// <inheritdoc />
public async ValueTask DisposeAsync()
{
await _connection.CloseAsync();
await _connection.DisposeAsync();
}
}

RedisConfigurationSource.cs

public sealed class RedisConfigurationSource : IConfigurationSource
{
/// <summary>
/// The Redis connection string.
/// </summary>
[DisallowNull]
public string ConnectionString { get; set; } /// <summary>
/// Gets or sets the Redis database ID.
/// </summary>
public int Database { get; set; } = -1; /// <summary>
/// Gets or sets the Redis key this source will read from.
/// </summary>
/// <remarks>
/// The key is expected to be a hash.
/// </remarks>
public string Key { get; set; } = "appsettings"; /// <inheritdoc />
public IConfigurationProvider Build(IConfigurationBuilder builder)
{
return new RedisConfigurationProvider(this);
}
}

关键代码就这些,看上去似乎很简单……事实上确实很简单。

添加配置源

添加配置源的方法也很简单

// Program.cs

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

builder.Configuration.Add(new RedisConfigurationSource
{
ConnectionString = "localhost:6379",
Key = "appsettings.dev"
});

RedisConfigurationSource里面总共只有三个属性,ConnectionString用于配置Redis连接字符串,Database用于指定从哪个数据库读取数据,也可以在连接字符串里面指定。Key用于指定要读取的键名称。

通过编写一些简单的代码,我们实现了一个能满足基本需求的分布式.NET Core配置提供程序。

Starfish.Redis

不想动手的朋友可以直接用我已经制作好的包

https://www.nuget.org/packages/Starfish.Redis

安装

Visual Studio包管理器搜索Starfish.Redis,或者执行dotnet add package Starfish.Redis

配置

// Program.cs
var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
builder.Configuration.AddRedis("127.0.0.1:6379,defaultDatabase=0,connectTimeout=5000,connectRetry=3", "appsettings");

启用Redis Keyspace Notifications

Starfish.Redis有两种机制用于实现ReloadOnChanged(配置修改后重新加载数据),一种是定时查询指定的Key,时效性稍微差一些。另一种是利用Redis的Keyspace Event和Pub/Sub模式来实现,当订阅的Key发生变化(删除、修改、过期等)时会主动发送通知给订阅者,使用这种模式需要配置Redis服务的notify-keyspace-events。

关于notify-keyspace-events配置,可参考下面的描述:

  • K:Keyspace事件,将会以__keyspace@__作为事件的前缀
  • E:Keyevent事件,将会以__keyevent@__作为事件的前缀
  • g:非特定类型的通用命令,例如DEL、EXPIRE、RENAME等
  • $:字符串命令,例如SET、INCR等
  • l:列表命令,例如LPUSH、LPOP等
  • s:集合命令,例如SADD、SREM等
  • h:哈希表命令,例如HSET、HINCRBY等
  • z:有序集合命令,例如ZSET、ZREM等
  • t:流命令,例如XADD、XDEL等
  • x:过期事件(在每个发生键过期的时侯产生)
  • e:淘汰事件(在每个发生键被淘汰的时候产生)
  • m:未命中事件(在访问某个不存在的键使产生)
  • A:配置g$lshztxe的别名,但不包括未命中事件m

简单起见,我们直接配置为AKE(启用所有事件的通知)。

方法一:redis-cli

redis-cli config set notify-keyspace-events AKE

方法二:docker参数

docker run -d --name redisname -p 6379:6379 redis --notify-keyspace-events AKE

方法三:配置文件

找到并打开打开redis.conf,在末尾加上

notify-keyspace-events AKE

注意事项

  1. Redis本身自带持久化策略,但是有的企业/团队没有开启或者是特意关闭了持久化,因此需要谨慎使用此方案。
  2. 强烈建议将存储配置数据的key设置为永不过期(TTL设置为-1),避免key过期带来一些不必要的麻烦。

导入appsettings.json到Redis

微软.NET库提供了一个内部类JsonConfigurationFileParser用于将json格式的配置转换为Dictionary<string, string>

namespace Microsoft.Extensions.Configuration.Json
{
internal sealed class JsonConfigurationFileParser
{
private JsonConfigurationFileParser() { } private readonly Dictionary<string, string?> _data = new Dictionary<string, string?>(StringComparer.OrdinalIgnoreCase);
private readonly Stack<string> _paths = new Stack<string>(); public static IDictionary<string, string?> Parse(Stream input)
=> new JsonConfigurationFileParser().ParseStream(input); private Dictionary<string, string?> ParseStream(Stream input)
{
var jsonDocumentOptions = new JsonDocumentOptions
{
CommentHandling = JsonCommentHandling.Skip,
AllowTrailingCommas = true,
}; using (var reader = new StreamReader(input))
using (JsonDocument doc = JsonDocument.Parse(reader.ReadToEnd(), jsonDocumentOptions))
{
if (doc.RootElement.ValueKind != JsonValueKind.Object)
{
throw new FormatException(SR.Format(SR.Error_InvalidTopLevelJSONElement, doc.RootElement.ValueKind));
}
VisitObjectElement(doc.RootElement);
} return _data;
} private void VisitObjectElement(JsonElement element)
{
var isEmpty = true; foreach (JsonProperty property in element.EnumerateObject())
{
isEmpty = false;
EnterContext(property.Name);
VisitValue(property.Value);
ExitContext();
} SetNullIfElementIsEmpty(isEmpty);
} private void VisitArrayElement(JsonElement element)
{
int index = 0; foreach (JsonElement arrayElement in element.EnumerateArray())
{
EnterContext(index.ToString());
VisitValue(arrayElement);
ExitContext();
index++;
} SetNullIfElementIsEmpty(isEmpty: index == 0);
} private void SetNullIfElementIsEmpty(bool isEmpty)
{
if (isEmpty && _paths.Count > 0)
{
_data[_paths.Peek()] = null;
}
} private void VisitValue(JsonElement value)
{
Debug.Assert(_paths.Count > 0); switch (value.ValueKind)
{
case JsonValueKind.Object:
VisitObjectElement(value);
break; case JsonValueKind.Array:
VisitArrayElement(value);
break; case JsonValueKind.Number:
case JsonValueKind.String:
case JsonValueKind.True:
case JsonValueKind.False:
case JsonValueKind.Null:
string key = _paths.Peek();
if (_data.ContainsKey(key))
{
throw new FormatException(SR.Format(SR.Error_KeyIsDuplicated, key));
}
_data[key] = value.ToString();
break; default:
throw new FormatException(SR.Format(SR.Error_UnsupportedJSONToken, value.ValueKind));
}
} private void EnterContext(string context) =>
_paths.Push(_paths.Count > 0 ?
_paths.Peek() + ConfigurationPath.KeyDelimiter + context :
context); private void ExitContext() => _paths.Pop();
}
}

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