[Abp vNext 源码分析] - 2. 模块系统的变化
一、简要说明
本篇文章主要分析 Abp vNext 当中的模块系统，从类型构造层面上来看，Abp vNext 当中不再只是单纯的通过 AbpModuleManager 来管理其他的模块，它现在则是 IModuleManager 和 IModuleLoader 来协同工作，其他的代码逻辑并无太大变化。
Abp vNext 规定每个模块必须继承自 IAbpModule 接口，这样 vNext 系统在启动的时候才会扫描到相应的模块。与原来 Abp 框架一样，每个模块可以通过 DependsOnAttribute 特性来确定依赖关系，算法还是使用拓扑排序算法，来根据依赖性确定模块的加载顺序。(从最顶层的模块，依次加载，直到启动模块。)
以我们的 Demo 项目为例，这里通过拓扑排序之后的依赖关系如上图，这样最开始执行的即 AbpDataModule 模块，然后再是 AbpAuditingModule 以此类推，直到我们的启动模块 DemoAppModule。
在 Abp vNext 当中，所有的组件库/第三方库都是以模块的形式呈现的，模块负责管理整个库的生命周期，包括注册组件，配置组件，销毁组件等。
在最开始的 Abp 框架当中，一个模块有 4 个生命周期，它们都是在抽象基类 AbpModule 当中定义的，分别是 预加载、初始化、初始化完成、销毁。前三个生命周期是依次执行的 预加载->初始化->初始化完成，而最后一个销毁动作则是在程序终止的时候，通过 AbpModuleManager 遍历模块，调用其 ShutDown() 方法进行销毁动作。
新的 Abp vNext 框架除了原有的四个生命周期以外，还抽象出了 IOnPreApplicationInitialization、IOnApplicationInitialization、IOnPostApplicationInitialization、IOnApplicationShutdown。从名字就可以看出来，新的四个生命周期是基于应用程序级别的，而不是模块级别。
这是什么意思呢？在 Abp vNext 框架当中，模块按照功能用途划分为两种类型的模块。第一种是 框架模块，它是框架的核心模块，比如缓存、EF Core 等基础设施就属于框架模块，其模块的逻辑与处理基本都在传统的三个生命周期进行处理。
在我们的 services.AddApplication（） 阶段就已经完成所有初始化，可以给 应用程序模块 提供服务。
第二种则是 应用程序模块，这种模块则是实现了特定的业务/功能，例如身份管理、租户管理等，而新增加的四个生命周期基本是为这种类型的模块服务的。
在代码和结构上来说，两者并没有区别，在这里仅仅是按用途进行了一次分类。单就模块系统来说，其基本的作用就类似于一个配置类，配置某种组件的各种参数和一些默认逻辑。
二、源码分析
2.1 模块系统的基础设施
模块的初始化动作是在 AbpApplicationBase 基类开始的，在该基类当中除了注入模块相关的基础设施以外。还定义了模块的初始化方法，即 LoadModules() 方法，在该方法内部是调用的 IModuleLoader 去执行具体的加载操作。
internal AbpApplicationBase(
[NotNull] Type startupModuleType,
[NotNull] IServiceCollection services,
[CanBeNull] Action<AbpApplicationCreationOptions> optionsAction)
{
Check.NotNull(startupModuleType, nameof(startupModuleType));
Check.NotNull(services, nameof(services));
// 配置当前系统的启动模块，以便按照依赖关系进行查找。
StartupModuleType = startupModuleType;
Services = services;
services.TryAddObjectAccessor<IServiceProvider>();
var options = new AbpApplicationCreationOptions(services);
optionsAction?.Invoke(options);
// 当前的 Application 就是一个模块容器。
services.AddSingleton<IAbpApplication>(this);
services.AddSingleton<IModuleContainer>(this);
services.AddCoreServices();
// 注入模块加载类，以及模块的四个应用程序生命周期。
services.AddCoreAbpServices(this, options);
// 遍历所有模块，并按照预加载、初始化、初始化完成的顺序执行其生命周期方法。
Modules = LoadModules(services, options);
}
private IReadOnlyList<IAbpModuleDescriptor> LoadModules(IServiceCollection services, AbpApplicationCreationOptions options)
{
// 从 IoC 容器当中得到模块加载器。
return services
.GetSingletonInstance<IModuleLoader>()
.LoadModules(
services,
StartupModuleType,
options.PlugInSources
);
}
2.2 模块的初始化
进入 IModuleLoader 的默认实现 ModuleLoader，在它的 LoadModules() 方法中，基本逻辑如下：
- 扫描当前应用程序的所有模块类，并构建模块描述对象。
- 基于模块描述对象，使用拓扑排序算法来按照模块的依赖性进行排序。
- 排序完成之后，遍历排序完成的模块描述对象，依次执行它们的三个生命周期方法。
public IAbpModuleDescriptor[] LoadModules(
IServiceCollection services,
Type startupModuleType,
PlugInSourceList plugInSources)
{
// 验证参数的有效性。
Check.NotNull(services, nameof(services));
Check.NotNull(startupModuleType, nameof(startupModuleType));
Check.NotNull(plugInSources, nameof(plugInSources));
// 扫描模块类型，并构建模块描述对象集合。
var modules = GetDescriptors(services, startupModuleType, plugInSources);
// 按照模块的依赖性重新排序。
modules = SortByDependency(modules, startupModuleType);
// 调用模块的三个生命周期方法。
ConfigureServices(modules, services);
return modules.ToArray();
}
在搜索模块类型的时候，是使用的 AbpModuleHelper 工具类提供的 .FindAllModuleTypes() 方法。该方法会将我们的启动模块传入，根据模块上面的 DependsOn() 标签递归构建 模块描述对象 的集合。
private List<IAbpModuleDescriptor> GetDescriptors(
IServiceCollection services,
Type startupModuleType,
PlugInSourceList plugInSources)
{
// 创建一个空的模块描述对象集合。
var modules = new List<AbpModuleDescriptor>();
// 按照启动模块，递归构建模块描述对象集合。
FillModules(modules, services, startupModuleType, plugInSources);
// 设置每个模块的依赖项。
SetDependencies(modules);
// 返回结果。
return modules.Cast<IAbpModuleDescriptor>().ToList();
}
protected virtual void FillModules(
List<AbpModuleDescriptor> modules,
IServiceCollection services,
Type startupModuleType,
PlugInSourceList plugInSources)
{
// 调用 AbpModuleHelper 提供的搜索方法。
foreach (var moduleType in AbpModuleHelper.FindAllModuleTypes(startupModuleType))
{
modules.Add(CreateModuleDescriptor(services, moduleType));
}
// ... 其他代码。
}
走进 AbpModuleHelper 静态类，其代码与结构与原有的 Abp 框架类似，首先看下它的 FindAllModuleTypes() 方法，根据启动模块的类型递归查找所有的模块类型，并添加到一个集合当中。
public static List<Type> FindAllModuleTypes(Type startupModuleType)
{
var moduleTypes = new List<Type>();
// 递归构建模块类型集合。
AddModuleAndDependenciesResursively(moduleTypes, startupModuleType);
return moduleTypes;
}
private static void AddModuleAndDependenciesResursively(List<Type> moduleTypes, Type moduleType)
{
// 检测传入的类型是否是模块类。
AbpModule.CheckAbpModuleType(moduleType);
// 集合已经包含了类型定义，则返回。
if (moduleTypes.Contains(moduleType))
{
return;
}
moduleTypes.Add(moduleType);
// 遍历其 DependsOn 特性定义的类型，递归将其类型添加到集合当中。
foreach (var dependedModuleType in FindDependedModuleTypes(moduleType))
{
AddModuleAndDependenciesResursively(moduleTypes, dependedModuleType);
}
}
public static List<Type> FindDependedModuleTypes(Type moduleType)
{
AbpModule.CheckAbpModuleType(moduleType);
var dependencies = new List<Type>();
// 从传入的类型当中，获得 DependsOn 特性。
var dependencyDescriptors = moduleType
.GetCustomAttributes()
.OfType<IDependedTypesProvider>();
// 可能有多个特性标签，遍历。
foreach (var descriptor in dependencyDescriptors)
{
// 根据特性存储的类型，将其添加到返回结果当中。
foreach (var dependedModuleType in descriptor.GetDependedTypes())
{
dependencies.AddIfNotContains(dependedModuleType);
}
}
return dependencies;
}
以上操作完成之后，我们就能获得一个平级的模块描述对象集合，我们如果要使用拓扑排序来重新针对这个集合进行排序，就需要知道每个模块的依赖项，根据 IAbpModuleDescriptor 的定义，我们可以看到它有一个 Dependencies 集合来存储它的依赖项。
public interface IAbpModuleDescriptor
{
// 模块的具体类型。
Type Type { get; }
// 模块所在的程序集。
Assembly Assembly { get; }
// 模块的单例实例。
IAbpModule Instance { get; }
// 是否是一个插件。
bool IsLoadedAsPlugIn { get; }
// 依赖的其他模块。
IReadOnlyList<IAbpModuleDescriptor> Dependencies { get; }
}
而 SetDependencies(List<AbpModuleDescriptor> modules) 方法就是来设置每个模块的依赖项的，代码逻辑很简单。遍历之前的平级模块描述对象集合，根据当前模块的类型定义，找到其依赖项的类型定义。根据这个类型定义去平级的模块描述对象集合搜索，将搜索到的结果存储到当前的模块描述对象中的 Dependencies 属性当中。
protected virtual void SetDependencies(List<AbpModuleDescriptor> modules)
{
// 遍历整个模块描述对象集合。
foreach (var module in modules)
{
SetDependencies(modules, module);
}
}
protected virtual void SetDependencies(List<AbpModuleDescriptor> modules, AbpModuleDescriptor module)
{
// 根据当前模块描述对象存储的 Type 类型，获得 DependsOn 标签依赖的类型。
foreach (var dependedModuleType in AbpModuleHelper.FindDependedModuleTypes(module.Type))
{
// 在模块描述对象中，按照 Type 类型搜索。
var dependedModule = modules.FirstOrDefault(m => m.Type == dependedModuleType);
if (dependedModule == null)
{
throw new AbpException("Could not find a depended module " + dependedModuleType.AssemblyQualifiedName + " for " + module.Type.AssemblyQualifiedName);
}
// 搜索到结果，则添加到当前模块描述对象的 Dependencies 属性。
module.AddDependency(dependedModule);
}
}
最后的拓扑排序就不在赘述，关于拓扑排序的算法，可以在我的 这篇 博文当中找到。
关于模块的最后操作，就是执行模块的三个生命周期方法了，这块代码在 ConfigureServices() 方法当中，没什么特别的的处理，遍历整个模块描述对象集合，依次执行几个方法就完了。
只是在这里的生命周期方法与之前的不一样了，这里会为每个方法传入一个服务上下文对象，主要是可以通过 IServiceCollection 来配置各个模块的参数，而不是原来的 Configuration 属性。
protected virtual void ConfigureServices(List<IAbpModuleDescriptor> modules, IServiceCollection services)
{
// 构造一个服务上下文，并将其添加到 IoC 容器当中。
var context = new ServiceConfigurationContext(services);
services.AddSingleton(context);
foreach (var module in modules)
{
if (module.Instance is AbpModule abpModule)
{
abpModule.ServiceConfigurationContext = context;
}
}
// 执行预加载方法 PreConfigureServices。
foreach (var module in modules.Where(m => m.Instance is IPreConfigureServices))
{
((IPreConfigureServices)module.Instance).PreConfigureServices(context);
}
// 执行初始化方法 ConfigureServices。
foreach (var module in modules)
{
if (module.Instance is AbpModule abpModule)
{
if (!abpModule.SkipAutoServiceRegistration)
{
services.AddAssembly(module.Type.Assembly);
}
}
module.Instance.ConfigureServices(context);
}
// 执行初始化完成方法 PostConfigureServices。
foreach (var module in modules.Where(m => m.Instance is IPostConfigureServices))
{
((IPostConfigureServices)module.Instance).PostConfigureServices(context);
}
// 将服务上下文置为 NULL。
foreach (var module in modules)
{
if (module.Instance is AbpModule abpModule)
{
abpModule.ServiceConfigurationContext = null;
}
}
}
以上动作都是在 Startup 类当中的 ConfigureService() 方法中执行，你可能会奇怪，剩下的四个应用程序生命周期的方法在哪儿执行的呢？
这几个方法是被抽象成了 IModuleLifecycleContributor 类型，在前面的 AddCoreAbpService() 方法的内部就被添加到了配置项里面。
internal static void AddCoreAbpServices(this IServiceCollection services,
IAbpApplication abpApplication,
AbpApplicationCreationOptions applicationCreationOptions)
{
// ... 其他代码
services.Configure<ModuleLifecycleOptions>(options =>
{
options.Contributors.Add<OnPreApplicationInitializationModuleLifecycleContributor>();
options.Contributors.Add<OnApplicationInitializationModuleLifecycleContributor>();
options.Contributors.Add<OnPostApplicationInitializationModuleLifecycleContributor>();
options.Contributors.Add<OnApplicationShutdownModuleLifecycleContributor>();
});
}
执行的话，则是在 Startup 类的 Configure() 方法当中，它会调用 AbpApplicationBase 基类的 InitializeModules() 方法，在该方法内部也是遍历所有的 Contributor (生命周期)，再将所有的模块对应的方法调用一次而已。
public void InitializeModules(ApplicationInitializationContext context)
{
LogListOfModules();
// 遍历应用程序的几个生命周期。
foreach (var Contributor in _lifecycleContributors)
{
// 遍历所有的模块，将模块实例传入具体的 Contributor，方便在其内部调用具体的生命周期方法。
foreach (var module in _moduleContainer.Modules)
{
Contributor.Initialize(context, module.Instance);
}
}
_logger.LogInformation("Initialized all modules.");
}
这里操作可能有点看不懂，不是说调用模块的生命周期方法么，为啥还将实例传递给 Contributor 呢？我们找到一个 Contributor 的定义就知道了。
public class OnApplicationInitializationModuleLifecycleContributor : ModuleLifecycleContributorBase
{
public override void Initialize(ApplicationInitializationContext context, IAbpModule module)
{
// 使用模块实例转换为 IOnApplicationInitialization 对象，调用其生命周期方法。
(module as IOnApplicationInitialization)?.OnApplicationInitialization(context);
}
}
这里我认为 Abp vNext 把 Contributor 抽象出来可能是为了后面方便扩展吧，如果你也有自己的看法不妨在评论区留言。
三、总结
至此，整个模块系统的解析就结束了，如果看过 Abp 框架源码解析的朋友就可以很明显的感觉到，新框架的模块系统除了生命周期多了几个以外，其他的变化很少，基本没太大的变化。
在 Abp vNext 框架里面，模块系统是整个框架的基石，了解了模块系统以后，对于剩下的设计就很好理解了。
