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基于Unity容器中的對象生存期管理分析

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IoC容器的對象生存期管理

如果你一直在使用IoC容器,你可能已經(jīng)使用過了一些對象生存期管理模型(Object Lifetime Management)。通過對對象生存期的管理,將使對象的復(fù)用成為可能。同時其使容器可以控制如何創(chuàng)建和管理對象實例。

Unity提供的對象生存期管理模型是通過從抽象類LifetimeManager的派生類來完成。Unity將為每個類型的注冊創(chuàng)建生存期管理器。每當(dāng)UnityContainer需要創(chuàng)建一個新的對象實例時,將首先檢測該對象類型的生存期管理器,是否已有一個對象實例可用。如果沒有對象實例可用,則UnityContainer將基于配置的信息構(gòu)造該對象實例并將該對象交予對象生存期管理器。

LifetimeManager

LifetimeManager是一個抽象類,其實現(xiàn)了ILifetimePolicy接口。該類被作為所有內(nèi)置或自定義的生存期管理器的父類。它定義了3個方法: GetValue - 返回一個已經(jīng)存儲在生存期管理器中對象實例。 SetValue - 存儲一個新對象實例到生存期管理器中。 RemoveValue - 從生存期管理器中將已存儲的對象實例刪除。UnityContainer的默認(rèn)實現(xiàn)將不會調(diào)用此方法,但可在定制的容器擴展中調(diào)用。

Unity內(nèi)置了6種生存期管理模型,其中有2種即負(fù)責(zé)對象實例的創(chuàng)建也負(fù)責(zé)對象實例的銷毀(Disposing)。

•TransientLifetimeManager - 為每次請求生成新的類型對象實例。 (默認(rèn)行為)
•ContainerControlledLifetimeManager - 實現(xiàn)Singleton對象實例。 當(dāng)容器被Disposed后,對象實例也被Disposed。
•HierarchicalifetimeManager - 實現(xiàn)Singleton對象實例。但子容器并不共享父容器實例,而是創(chuàng)建針對字容器的Singleton對象實例。當(dāng)容器被Disposed后,對象實例也被Disposed。
•ExternallyControlledLifetimeManager - 實現(xiàn)Singleton對象實例,但容器僅持有該對象的弱引用(WeakReference),所以該對象的生存期由外部引用控制。
•PerThreadLifetimeManager - 為每個線程生成Singleton的對象實例,通過ThreadStatic實現(xiàn)。
•PerResolveLifetimeManager - 實現(xiàn)與TransientLifetimeManager類似的行為,為每次請求生成新的類型對象實例。不同之處在于對象實例在BuildUp過程中是可被重用的。
Code Double

復(fù)制代碼 代碼如下:

public interface IExample : IDisposable
    {
      void SayHello();
    }

    public class Example : IExample
    {
      private bool _disposed = false;
      private readonly Guid _key = Guid.NewGuid();

      public void SayHello()
      {
        if (_disposed)
        {
          throw new ObjectDisposedException("Example",
              string.Format("{0} is already disposed!", _key));
        }

        Console.WriteLine("{0} says hello in thread {1}!", _key,
            Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
      }

      public void Dispose()
      {
        if (!_disposed)
        {
          _disposed = true;
        }
      }
    }


TransientLifetimeManager

TransientLifetimeManager是Unity默認(rèn)的生存期管理器。其內(nèi)部的實現(xiàn)都為空,這就意味著每次容器都會創(chuàng)建和返回一個新的對象實例,當(dāng)然容器也不負(fù)責(zé)存儲和銷毀該對象實例。

復(fù)制代碼 代碼如下:

private static void TestTransientLifetimeManager()
    {
      IExample example;
      using (IUnityContainer container = new UnityContainer())
      {
        container.RegisterType(typeof(IExample), typeof(Example),
          new TransientLifetimeManager());

        // each one gets its own instance
        container.ResolveIExample>().SayHello();
        example = container.ResolveIExample>();
      }
      // container is disposed but Example instance still lives
      // all previously created instances weren't disposed!
      example.SayHello();

      Console.ReadKey();
    }

ContainerControlledLifetimeManager

ContainerControlledLifetimeManager將為UnityContainer及其子容器提供一個Singleton的注冊類型對象實例。其只在第一次請求某注冊類型時創(chuàng)建一個新的對象實例,該對象實例將被存儲到生存期管理器中,并且一直被重用。當(dāng)容器析構(gòu)時,生存期管理器會調(diào)用RemoveValue將存儲的對象銷毀。

Singleton對象實例對應(yīng)每個對象類型注冊,如果同一對象類型注冊多次,則將為每次注冊創(chuàng)建單一的實例。

復(fù)制代碼 代碼如下:

private static void TestContainerControlledLifetimeManager()
    {
      IExample example;
      using (IUnityContainer container = new UnityContainer())
      {
        container.RegisterType(typeof(IExample), typeof(Example),
          new ContainerControlledLifetimeManager());

        IUnityContainer firstSub = null;
        IUnityContainer secondSub = null;

        try
        {
          firstSub = container.CreateChildContainer();
          secondSub = container.CreateChildContainer();

          // all containers share same instance
          // each resolve returns same instance
          firstSub.ResolveIExample>().SayHello();

          // run one resolving in other thread and still receive same instance
          Thread thread = new Thread(
            () => secondSub.ResolveIExample>().SayHello());
          thread.Start();

          container.ResolveIExample>().SayHello();
          example = container.ResolveIExample>();
          thread.Join();
        }
        finally
        {
          if (firstSub != null) firstSub.Dispose();
          if (secondSub != null) secondSub.Dispose();
        }
      }

      try
      {
        // exception - instance has been disposed with container
        example.SayHello();
      }
      catch (ObjectDisposedException ex)
      {
        Console.WriteLine(ex.Message);
      }

      Console.ReadKey();
    }

HierarchicalLifetimeManager類衍生自ContainerControlledLifetimeManager,其繼承了父類的所有行為。與父類的不同之處在于子容器中的生存期管理器行為。ContainerControlledLifetimeManager共享相同的對象實例,包括在子容器中。而HierarchicalLifetimeManager只在同一個容器內(nèi)共享,每個子容器都有其單獨的對象實例。

復(fù)制代碼 代碼如下:

private static void TestHierarchicalLifetimeManager()
    {
      IExample example;
      using (IUnityContainer container = new UnityContainer())
      {
        container.RegisterType(typeof(IExample), typeof(Example),
          new HierarchicalLifetimeManager());

        IUnityContainer firstSub = null;
        IUnityContainer secondSub = null;

        try
        {
          firstSub = container.CreateChildContainer();
          secondSub = container.CreateChildContainer();

          // each subcontainer has its own instance
          firstSub.ResolveIExample>().SayHello();
          secondSub.ResolveIExample>().SayHello();
          container.ResolveIExample>().SayHello();
          example = firstSub.ResolveIExample>();
        }
        finally
        {
          if (firstSub != null) firstSub.Dispose();
          if (secondSub != null) secondSub.Dispose();
        }
      }

      try
      {
        // exception - instance has been disposed with container
        example.SayHello();
      }
      catch (ObjectDisposedException ex)
      {
        Console.WriteLine(ex.Message);
      }

      Console.ReadKey();
    }

ExternallyControlledLifetimeManager

ExternallyControlledLifetimeManager中的對象實例的生存期限將有UnityContainer外部的實現(xiàn)控制。此生存期管理器內(nèi)部直存儲了所提供對象實例的一個WeakReference。所以如果UnityContainer容器外部實現(xiàn)中沒有對該對象實例的強引用,則該對象實例將被GC回收。再次請求該對象類型實例時,將會創(chuàng)建新的對象實例。

復(fù)制代碼 代碼如下:

private static void TestExternallyControlledLifetimeManager()
    {
      IExample example;
      using (IUnityContainer container = new UnityContainer())
      {
        container.RegisterType(typeof(IExample), typeof(Example),
          new ExternallyControlledLifetimeManager());

        // same instance is used in following
        container.ResolveIExample>().SayHello();
        container.ResolveIExample>().SayHello();

        // run garbate collector. Stored Example instance will be released
        // beacuse there is no reference for it and LifetimeManager holds
        // only WeakReference       
        GC.Collect();

        // object stored targeted by WeakReference was released
        // new instance is created!
        container.ResolveIExample>().SayHello();
        example = container.ResolveIExample>();
      }

      example.SayHello();

      Console.ReadKey();
    }


這個結(jié)果證明強引用還存在,不知道為什么?如果你找到了原因,煩請告訴我,謝謝。

PerThreadLifetimeManager

PerThreadLifetimeManager模型提供“每線程單實例”功能。所有的對象實例在內(nèi)部被存儲在ThreadStatic的集合。容器并不跟蹤對象實例的創(chuàng)建并且也不負(fù)責(zé)Dipose。

復(fù)制代碼 代碼如下:

private static void TestPerThreadLifetimeManager()
    {
      IExample example;
      using (IUnityContainer container = new UnityContainer())
      {
        container.RegisterType(typeof(IExample), typeof(Example),
          new PerThreadLifetimeManager());

        Actionint> action = delegate(int sleep)
        {
          // both calls use same instance per thread
          container.ResolveIExample>().SayHello();
          Thread.Sleep(sleep);
          container.ResolveIExample>().SayHello();
        };

        Thread thread1 = new Thread((a) => action.Invoke((int)a));
        Thread thread2 = new Thread((a) => action.Invoke((int)a));
        thread1.Start(50);
        thread2.Start(50);

        thread1.Join();
        thread2.Join();

        example = container.ResolveIExample>();
      }

      example.SayHello();

      Console.ReadKey();
    }

PerResolveLifetimeManager

PerResolveLifetimeManager是Unity內(nèi)置的一個特殊的模型。因為Unity使用單獨的邏輯來處理注冊類型的Per-Resolve生命期。每次請求Resolve一個類型對象時,UnityContainer都會創(chuàng)建并返回一個新的對象實例。

復(fù)制代碼 代碼如下:

private static void TestPerResolveLifetimeManager()
    {
      IExample example;
      using (IUnityContainer container = new UnityContainer())
      {
        container.RegisterType(typeof(IExample), typeof(Example),
          new PerResolveLifetimeManager());

        container.ResolveIExample>().SayHello();
        container.ResolveIExample>().SayHello();

        example = container.ResolveIExample>();
      }

      example.SayHello();

      Console.ReadKey();
    }

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