生命周期決定了IServiceProvider對象採用怎樣的方式提供和釋放服務實例。雖然不同版本的依賴注入框架針對服務實例的生命周期管理採用了不同的實現，但總的來說原理還是類似的。在我們提供的中，我們已經模擬了三種生命周期模式的實現原理，接下來我們結合“服務範圍”的概念來對這個話題做進一步講述。

一、服務範圍（Service Scope）

對於依賴注入框架採用的三種生命周期模式（Singleton、Scoped和Transient）來說，Singleton和Transient都具有明確的語義，但是Scoped代表一種怎樣的生命周期模式，很多初學者往往搞不清楚。這裏所謂的Scope指的是由IServiceScope接口表示的“服務範圍”，該範圍由IServiceScopeFactory接口表示的“服務範圍工廠”來創建。如下面的代碼片段所示，IServiceProvider的擴展方法CreateScope正是利用提供的IServiceScopeFactory服務實例來創建作為服務範圍的IServiceScope對象。

public interface IServiceScope : IDisposable
{
    IServiceProvider ServiceProvider { get; }
}

public interface IServiceScopeFactory
{
    IServiceScope CreateScope();
}

public static class ServiceProviderServiceExtensions
{
   public static IServiceScope CreateScope(this IServiceProvider provider) => provider.GetRequiredService<IServiceScopeFactory>().CreateScope();
}

任何一個IServiceProvider對象都可以利用其註冊的IServiceScopeFactory服務創建一個代表服務範圍的IServiceScope對象，後者代表的“範圍”內具有一個新創建的IServiceProvider對象（對應着接口IServiceScope的ServiceProvider屬性），該對象與當前IServiceProvider在邏輯上具有如下圖所示的“父子關係”。

如上圖所示的樹形層次結構只是一種邏輯結構，從對象引用層面來看，通過某個IServiceScope封裝的IServiceProvider對象不需要知道自己的“父親”是誰，它只關心作為根節點的IServiceProvider在哪裡就可以了。下圖從物理層面揭示了IServiceScope / IServiceProvider對象之間的關係，任何一個IServiceProvider對象都具有針對根容器的引用。

二、服務實例的提供

只有在充分了解IServiceScope對象的創建過程以及它與IServiceProvider對象之間的關係之後，我們才會對三種生命周期管理模式（Singleton、Scoped和Transient）具有深刻的認識。就服務實例的提供方式來說，它們之間具有如下的差異：

• Singleton：IServiceProvider對象創建的服務實例保存在作為根容器的IServiceProvider對象上，所以多個同根的IServiceProvider對象提供的針對同一類型的服務實例都是同一個對象。
• Scoped：IServiceProvider對象創建的服務實例由自己保存，所以同一個IServiceProvider對象提供的針對同一類型的服務實例均是同一個對象。
• Transient：針對每一次服務提供請求，IServiceProvider對象總是創建一個新的服務實例。

三、服務實例的釋放

IServiceProvider除了為我們提供所需的服務實例之外，對於由它提供的服務實例，它還肩負起回收釋放的責任。這裏所說的回收釋放與.NET Core自身的垃圾回收機制無關，僅僅針對於自身類型實現了IDisposable或者IAsyncDisposable接口的服務實例（下面簡稱為Disposable服務實例），針對服務實例的釋放體現為調用它們的Dispose或者DisposeAsync方法。IServiceProvider對象針對服務實例採用的回收釋放策略取決於採用的生命周期模式，具體策略主要體現為如下兩點：

• Singleton：提供Disposable服務實例保存在作為根容器的IServiceProvider對象上，只有在這個IServiceProvider對象被釋放的時候這些Disposable服務實例才能被釋放。
• Scoped和Transient：當前IServiceProvider對象會保存由它提供的Disposable服務實例，當自己被釋放的時候，這些Disposable服務實例就會被釋放。

綜上所述，每個作為依賴注入容器的IServiceProvider對象都具有如下圖所示的兩個列表來存放服務實例，我們將它們分別命名為“Realized Services”和“Disposable Services”，對於一個作為非根容器的IServiceProvider對象來說，由它提供的Scoped服務保存在自身的Realized Services列表中，Singleton服務實例則會保存在根容器的Realized Services列表中。如果服務實現類型實現了IDisposable或者IAsyncDisposable接口，Scoped和Transient服務實例會被保存到自身的Disposable Services列表中，而Singleton服務實例則會保存到根容器的Disposable Services列表中。

對於作為根容器的IServiceProvider對象來說，Singleton和Scoped模式對它來說是兩種等效的生命周期模式，由它提供的Singleton和Scoped服務實例會被存放到自身的Realized Services列表中，而所有需要被釋放的服務實例則被存放到Disposable Services列表中。當某個IServiceProvider對象被用於提供針對指定類型的服務實例時，它會根據服務類型提取出表示服務註冊的ServiceDescriptor對象並根據它得到對應的生命周期模式：

• 如果生命周期模式為Singleton，並且作為根容器的Realized Services列表中包含對應的服務實例，它將作為最終提供的服務實例。如果這樣的服務實例尚未創建，那麼新的服務將會被創建出來並作為提供的服務實例。這個服務實例會被添加到根容器的Realized Services列表中。如果實例類型實現了IDisposable或者IAsyncDisposable接口，創建的服務實例會被添加到根容器的Disposable Services列表中。
• 如果生命周期為Scoped，那麼IServiceProvider會先確定自身的Realized Services列表中是否存在對應的服務實例，存在的服務實例將作為最終的返回值。如果Realized Services列表不存在對應的服務實例，那麼新的服務實例會被創建出來。在作為最終的服務實例被返回之前，創建的服務實例會被添加到自身的Realized Services列表中，如果實例類型實現了IDisposable或者IAsyncDisposable接口，創建的服務實例會被添加到自身的Disposable Services列表中。
• 如果提供服務的生命周期為Transient，那麼IServiceProvider會直接創建一個新的服務實例。在作為最終的服務實例被返回之前，如果實例類型實現了IDisposable或者IAsyncDisposable接口，創建的服務實例會被添加到自身的Disposable Services列表中。

對於非根容器的IServiceProvider對象來說，它的生命周期是由“包裹”着它的IServiceScope對象控制的。從前面給出的定義可以看出IServiceScope實現了IDisposable接口，Dispose方法的執行不僅標志著當前服務範圍的終結，也意味着對應IServiceProvider對象生命周期的結束。

當代表服務範圍的IServiceScope對象的Dispose方法被調用的時候，它會調用對應IServiceProvider對象的Dispose方法。一旦IServiceProvider對象因自身Dispose方法的調用而被釋放的時候，它會從自身的Disposable Services列表中提取出所有需要被釋放的服務實例，並調用它們的Dispose或者DisposeAsync方法。在這之後，Disposable Services和Realized Services列表會被清空，列表中的服務實例和IServiceProvider對象自身會成為垃圾對象被GC回收。

四、ASP.NET Core應用

依賴注入框架所謂的服務範圍在ASP.NET Core應用中具有明確的邊界，指的是針對每個HTTP請求的上下文，也就是服務範圍的生命周期與每個請求上下文綁定在一起。如下圖所示，ASP.NET Core應用中用於提供服務實例的IServiceProvider對象分為兩種類型，一種是作為根容器並與應用具有相同生命周期的IServiceProvider對象，另一個類則是根據請求及時創建和釋放的IServiceProvider對象，我們一般將它們分別稱為ApplicationServices和RequestServices。

在ASP.NET Core應用初始化過程（即請求管道構建過程）中使用的服務實例都是由ApplicationServices提供的。在具體處理每個請求時，ASP.NET Core框架會利用註冊的一个中間件來針對當前請求創建一個代表服務範圍的IServiceScope對象，該服務範圍提供的RequestServices用來提供當前請求處理過程中所需的服務實例。一旦服務請求處理完成，IServiceScoped對象代表的服務範圍被終結，在當前請求處理過程中的Scoped服務會變成垃圾對象並最終被GC回收。對於實現了IDisposable或者IAsyncDisposable接口的Scoped或者Transient服務實例來說，在變成垃圾對象之前，它們的Dispose或者DisposeAsync方法會被調用。

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