开发一个现代化的.NetCore控制台程序,包含依赖注入/配置/日志等要素

前言

最近需要开发小工具的场景有点多,上次我用 go 语言开发了一个 hive 导出工具,体验还不错,只是 go 语言的语法实在是喜欢不起来,这次继续试试用 C# 来开发小工具。

这次小工具的功能很简单,数据库数据迁移,不过这不重要,主要是记录一下更适合 .Net Core 宝宝体质的控制台小工具开发过程😃

本文中,我为「现代化的控制台应用的开发体验」做了个定义:能像 Web 应用那样很优雅地整合各种组件,恰好 .NetCore 提供的工具可以实现。我使用了 Microsoft.Extensions.* 系列的组件,包括依赖注入、配置、日志,再补充一下环境变量读取、调试等功能的第三方组件。

本文的小工具非常简单,面向非专业用户,不需要会命令行知识,所以所有功能采用配置文件的方式来控制,如果要开发传统的 CLI 工具,可以使用 System.CommandLine 这个库。

依赖

本项目使用到的依赖如下

<ItemGroup>   <PackageReference Include="dotenv.net" Version="3.1.3" />   <PackageReference Include="Dumpify" Version="0.6.0" />   <PackageReference Include="FreeSql" Version="3.2.802" />   <PackageReference Include="FreeSql.Provider.Dameng" Version="3.2.802" />   <PackageReference Include="Microsoft.Extensions.Configuration" Version="7.0.0" />   <PackageReference Include="Microsoft.Extensions.Configuration.Binder" Version="7.0.4" />   <PackageReference Include="Microsoft.Extensions.Configuration.EnvironmentVariables" Version="7.0.0" />   <PackageReference Include="Microsoft.Extensions.Configuration.Json" Version="7.0.0" />   <PackageReference Include="Microsoft.Extensions.DependencyInjection" Version="7.0.0" />   <PackageReference Include="Microsoft.Extensions.Logging" Version="7.0.0" />   <PackageReference Include="Microsoft.Extensions.Logging.Console" Version="7.0.0" />   <PackageReference Include="Microsoft.Extensions.Options" Version="7.0.1" />   <PackageReference Include="Serilog" Version="3.0.1" />   <PackageReference Include="Serilog.Extensions.Logging" Version="7.0.0" />   <PackageReference Include="Serilog.Extensions.Logging.File" Version="3.0.0" /> </ItemGroup> 

虽然是个控制台小工具,但为了更丝滑的开发体验,我搭建了一个简单的项目骨架。

配置

我一开始想要使用的是 dotenv

在写 python 和 go 的时候大量使用 dotenv ,感觉很方便

dotenv

C# 里使用也很简单,安装 dotenv.net 这个库

执行 DotEnv.Load(); 就可以把 .env 文件里的配置读取到环境变量里面

之后就是直接从环境变量中加载就行,比如 Environment.GetEnvironmentVariable() 方法

Microsoft.Extensions.Configuration

用过 AspNetCore 的同学对这个组件应该不陌生

本来我是打算使用 dotenv 来做配置,不过最后还是使用 json 文件搭配这个配置组件,原因无他,就是这个组件方便好用。

安装了相关的依赖之后,执行以下代码初始化

var configBuilder = new ConfigurationBuilder(); configBuilder.AddEnvironmentVariables(); configBuilder.SetBasePath(Environment.CurrentDirectory); configBuilder.AddJsonFile("appsettings.json", optional: false, reloadOnChange: false); var config = configBuilder.Build(); 

这样就得到了 IConfigurationRoot 对象

编写配置文件

熟悉的 appsettings.json ,对于写 AspNetCore 的人来说:DNA,动了!

{   "Logging": {     "LogLevel": {       "Default": "Debug"     }   },   "ConnectionStrings": {     "Default": "server=host;port=1234;user=user;password=pwd;database=db;poolsize=5"   },   "DmTableMigration": {     "Schema": "schema",     "DbLink": "link_test",     "Fake": true,     "ExcludeTables": ["table1", "table2"]   } } 

定义强类型配置实体

为了更好的开发体验,我们使用强类型配置

新建 AppSettings.cs

public class AppSettings {   public string Schema { get; set; }   public string DbLink { get; set; }   public bool Fake { get; set; }   public List<string> ExcludeTables { get; set; } = new(); } 

注册 Options

这里使用了 Microsoft.Extensions.Configuration.Binder 库实现了配置绑定,搭配使用 IOptionsMonitor<T> 或者 IOptionsSnapshot<T> 进行配置注入的时候,可以实现配置热更新。

services.AddOptions().Configure<AppSettings>(e => config.GetSection("DmTableMigration").Bind(e)); 

在上面的初始化配置时 configBuilder.AddJsonFile("appsettings.json", optional: false, reloadOnChange: false); ,可以把 reloadOnChange 设置为 true ,即可实现配置文件修改时自动加载。

如果不需要热更新的话,可以简化注册方式

services.AddOptions<AppSettings>("DmTableMigration"); 

这样就是程序启动的时候读取配置,后面配置修改也不会生效,注入的时候只能使用 IOptions<T>

注入配置

注入的时候这样写

private readonly AppSettings _settings = options.Value;  ctor(IOptions<AppSettings> options) {   _settings = options.Value; } 

ctor 代表构造方法

日志

日志是程序必不可少的一部分

我使用了 Microsoft.Extensions.Logging 日志框架,这个框架官方的 Provider 没有可以写入文件的,所以我又搭配 Serilog 来记录日志到文件。其实也可以自己实现一个写入文件的 Provider ,等有时间我来搞一下。

PS:.NetCore 平台推荐的日志组件有 NLog 和 Serilog,我觉得 Serilog 更方便,NLog 非要写什么 xml 配置,让我想起了在 spring 里被 xml 支配的恐惧,拒绝 ×

Serilog配置

直接在程序里配置就行了

Log.Logger = new LoggerConfiguration()   .MinimumLevel.Information()   .WriteTo.File("logs/migration-logs.log")   .CreateLogger(); 

Logging配置

同时输出日志到控制台和 Serilog

Serilog 又配置了日志写入文件

services.AddLogging(builder => {   builder.AddConfiguration(config.GetSection("Logging"));   builder.AddConsole();   builder.AddSerilog(dispose: true); }); 

依赖注入

使用 Microsoft.Extensions.DependencyInjection 实现依赖注入

AutoFac 也是一种选择,据说功能更多,我还没用过,接下来找时间体验一下。

注册服务

var services = new ServiceCollection(); services.AddLogging(builder => {     builder.AddConfiguration(config.GetSection("Logging"));     builder.AddConsole();     builder.AddSerilog(dispose: true); }); services.AddSingleton(fsql); services.AddOptions().Configure<AppSettings>(e => config.GetSection("DmTableMigration").Bind(e)); services.AddScoped<MigrationService>(); 

使用服务

在 IoC 容器里注册的服务可以拿出来使用,参考以下代码。

await using (var sp = services.BuildServiceProvider()) {     var migrationService = sp.GetRequiredService<MigrationService>();     migrationService.Run(); } 

服务有不同的生命周期,比如 scope 类型的服务,可以使用以下代码创建一个 scope ,在里面进行注入。

await using (var sp = services.BuildServiceProvider()) {     using (var scope = sp.CreateScope()) {         var spScope = scope.ServiceProvider;         var service = spScope.GetRequiredService<MigrationService>();     } } 

其他关于依赖注入的使用方法可以参考官方文档。

调试小工具

这里还要推荐 Dumpify 这个调试小工具

使用非常方便,安装 nuget 包之后,在任何对象后面加个 .Dump() 就可以输出它的结构了。

这个小工具我目前用着觉得很不错~

编译 & 发布

对于这种简单的小工具我习惯把发布配置写在项目配置里

对于这个小工具,我的发布方案是:包含运行时的 SingleFile + partial Trimmed

实测打包出来是 22MB 左右,再使用 zip 压缩,最终大小是 9MB ,尺寸控制还算不错了。

编辑 .csproj 文件,配置如下

<PropertyGroup>     <OutputType>Exe</OutputType>     <TargetFramework>net8.0</TargetFramework>     <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>     <Nullable>enable</Nullable>     <PublishSingleFile>true</PublishSingleFile>     <PublishTrimmed>true</PublishTrimmed>     <TrimMode>partial</TrimMode>     <PublishRelease>true</PublishRelease> </PropertyGroup> 

在 Trim 的时候我也遇到了一点小问题,默认的 TrimMode 是 full ,最大程度缩减发布的程序尺寸,这个时候编译出来大概是 17MB 的样子,不过 JSON 序列化的时候遇到了问题,所以我切换到了 partial 模式,之后程序运行良好。

关于 AOT

至于最近很火的 .Net8 AOT 方案,我也有试过,但并不理想,首先这个小工具是基于依赖注入框架构建的,AOT天生就对依赖注入这种基于反射的技术不太友好,所以在试用 AOT 的时候我就发现了第一步的配置加载就不太行了。

接着解决了配置加载的问题之后,我又遇到了 JSON 序列化问题,这个也是基于反射实现的,也不好搞。

我不太想在小工具的开发上花太多时间,所以没有深入研究,不过接下来 AOT 似乎是一个小的热门趋势,也许我会找时间探索一下。

对了,如果要发布 AOT 的话,只需要做以下配置

<PropertyGroup>     <OutputType>Exe</OutputType>     <TargetFramework>net8.0</TargetFramework>     <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>     <Nullable>enable</Nullable>     <PublishAot>true</PublishAot> </PropertyGroup> 

杂项

获取达梦数据库一个 Schema 下的所有表

all_objects 这个视图(表?)里获取。

PS:达梦这种国产数据库,坑挺多的。当然 Oracle 也一样

logger.LogInformation("获取Table列表");  var list = fsql.Ado.Query<Dictionary<string, object>>(     $"SELECT OBJECT_NAME FROM all_objects WHERE owner='{_settings.Schema}' AND object_type='TABLE'");  var tableList = list.Select(e => e["OBJECT_NAME"].ToString() ?? "")     .Where(e => !string.IsNullOrWhiteSpace(e))     .Where(e => !_settings.ExcludeTables.Contains(e))     .ToList();  logger.LogInformation("Table列表:{List}", string.Join(",", tableList)); 

C# 新语法 Primary Ctor

应该是这个名字吧?Primary Constructor

当 class 只有一个带参数的构造方法时,可以使用以简化代码。

原代码

public class MigrationService {     AppSettings _settings;     IFreeSql _fsql;     ILogger<MigrationService> _logger;          MigrationService(IFreeSql fsql, IOptions<AppSettings> options, ILogger<MigrationService> logger) {         _settings = options.Value;         _fsql = fsql;         _logger = logger;     } } 

新语法

public class MigrationService(IFreeSql fsql, IOptions<AppSettings> options, ILogger<MigrationService> logger) {     private readonly AppSettings _settings = options.Value; } 

小结

时间和篇幅关系,本文只能简略介绍「现代化控制台应用」的开发思路,在接下来的探索过程中可能随时会有补充,我会继续在博客里的本文进行补充,如果你是在除了博客园或者StarBlog之外的其他平台看到本文,可以「查看原文」看看本文的最新版。

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