今天我先給大家出一道題：

    public interface IDbContext
    {
    }
    public class SqlServerDbContext : IDbContext
    {
    }
    public class LongTermSerive : BackgroundService
    {
        private readonly IDbContext _context;
        public LongTermSerive(IDbContext context)
        {
            _context = context;
        }
        protected override Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken)
        {
            return Task.CompletedTask;
        }
    }

builder.Services.AddScoped<IDbContext, SqlServerDbContext>();
builder.Services.AddHostedService<LongTermSerive>();

請(qǐng)問(wèn)以上服務(wù)的注冊(cè)有沒(méi)有問(wèn)題？
熟悉 .NET 的同學(xué)很快就會(huì)說(shuō)：這當(dāng)然有問(wèn)題，IDbContext 是 Scope 生命周期，LongTermSerive 因?yàn)樽?cè)成了 HostedService 所以實(shí)際上它是 Singleton 生命周期。Singleton 不能持有 Scope 生命周期的服務(wù)。說(shuō)的更通用一點(diǎn)的話就是：生命周期長(zhǎng)的服務(wù)無(wú)法依賴生命周期比它的服務(wù)。
真的是這樣嗎？？？
以上回答只說(shuō)對(duì)了一半。這時(shí)候肯定馬上會(huì)有同學(xué)跳出來(lái)說(shuō)，“這怎么會(huì)不對(duì)呢？我剛剛都試過(guò)了，VS直接報(bào)錯(cuò)了”。

System.AggregateException: 'Some services are not able to be constructed (Error while validating the service descriptor 'ServiceType: Microsoft.Extensions.Hosting.IHostedService Lifetime: Singleton ImplementationType: DevelopmentTest.LongTermSerive': Cannot consume scoped service 'DevelopmentTest.IDbContext' from singleton 

不要著急讓我們繼續(xù)分析下去。

Captive Dependency#

首先讓我們澄清一個(gè)概念。像以上這種情況：當(dāng)生命周期長(zhǎng)(Singleton)的服務(wù)持有生命周期短(Scope)的服務(wù)的時(shí)候我們叫做 "Captive Dependency"(Transient不在討論范圍內(nèi))。

不知道怎么翻譯成中文比較合適。微軟的文檔上翻譯作"捕獲依賴"，個(gè)人認(rèn)為不太恰當(dāng)。

"Captive Dependency" 會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題？

1. 生命周期短的服務(wù)會(huì)被 DI 容器及時(shí)釋放，比如調(diào)用了 Dispose 方法，導(dǎo)致后續(xù)的操作失敗。
2. 非線程安全。Singleton 的對(duì)象很容易被多個(gè)線程共享，但 Scope 的話大多數(shù)情況都是非線程安全的。比如上面的 DbContext，當(dāng)在線程內(nèi)共享，發(fā)生并發(fā)操作的時(shí)候程序是無(wú)法保證正確運(yùn)行的。

.NET DI 支持 Captive Dependency 嗎？#

當(dāng)我們了解這個(gè)概念后，上面的問(wèn)題可以轉(zhuǎn)換成 " .NET DI 支持 Captive Dependency 嗎？"。

根據(jù)上一次我們的文章的內(nèi)容，我們知道 .NET DI 的行為是跟所在的環(huán)境有關(guān)系的。所以討論這個(gè)問(wèn)題我們還是要分開(kāi)來(lái)看待：

• Development 環(huán)境下，.NET DI 會(huì)在構(gòu)建 ServiceProvider 的時(shí)候去校驗(yàn)服務(wù)的依賴關(guān)系。這個(gè)時(shí)候就會(huì)像上面提到的一樣，直接報(bào)錯(cuò)。
• 非 Development 環(huán)境下在構(gòu)建 ServiceProvider 的時(shí)候不會(huì)校驗(yàn)服務(wù)間的依賴關(guān)系，程序有可能正確運(yùn)行。為什么說(shuō)是有可能呢？因?yàn)檫@個(gè)完全取決與你的代碼是怎么寫的。也許你短生命周期的服務(wù)在某些場(chǎng)景下正巧可以工作，又或者正巧不能工作。但是有一點(diǎn)是明確的，就是 Captive Dependency 是危險(xiǎn)的。因?yàn)楫?dāng)你注冊(cè)成 Scope 或者 Transient 的時(shí)候往往是帶了某種暗示。比如 Scope 對(duì)象是非線程安全的。顯然 Socpe 服務(wù)的編寫者沒(méi)有義務(wù)去考慮被 Singleton 服務(wù)依賴時(shí)候的問(wèn)題。
• 手動(dòng)開(kāi)啟 ValidateScopes = true 的時(shí)候不管什么環(huán)境下都會(huì)進(jìn)行依賴關(guān)系的校驗(yàn)，類似 Development 環(huán)境下。

總結(jié)#

現(xiàn)在我們可以作一個(gè)總結(jié)：
.NET DI 是支持 Captive Dependency 的，但是在 Development 環(huán)境下或者手動(dòng)開(kāi)啟 ValidateScopes = true 的時(shí)候它不支持，它會(huì)阻止 Captive Dependency。換句話說(shuō) .NET DI 在阻止 Captive Dependency 上只做了一半的工作，并不能 100% 確保不發(fā)生 Captive Dependency。開(kāi)發(fā)者們?cè)趯懘a的時(shí)候還是要自己注意了，不能完全依賴 .NET 的檢測(cè)。
關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，我也在 .NET Runtime 的 Repository 下開(kāi)了一個(gè) ticket 進(jìn)行討論。微軟給出的理由是基于性能的考慮，生產(chǎn)環(huán)境這個(gè)校驗(yàn)?zāi)J(rèn)不開(kāi)啟。其實(shí)我個(gè)人覺(jué)得微軟應(yīng)該不管在什么環(huán)境下都默認(rèn)開(kāi)啟校驗(yàn)，盡可能的避免 Captive Dependency。因?yàn)?90% 的項(xiàng)目其實(shí)并不在乎這點(diǎn)性能開(kāi)銷。如果你的應(yīng)用程序真的很在乎性能那么可以手動(dòng)關(guān)閉這個(gè)校驗(yàn)，這個(gè)時(shí)候開(kāi)發(fā)者自己需要完全對(duì)這個(gè)依賴關(guān)系負(fù)責(zé)。

https://blog.ploeh.dk/2014/06/02/captive-dependency/
https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/core/extensions/dependency-injection-guidelines#captive-dependency
https://github.com/dotnet/runtime/discussions/109491