【導(dǎo)讀】無(wú)論是在我個(gè)人博客還是著作中，對(duì)于上下文實(shí)例池都只是通過(guò)大量文字描述來(lái)講解其基本原理，而且也是淺嘗輒止，導(dǎo)致我們對(duì)其認(rèn)識(shí)仍是一知半解，本文我們擺源碼，從源頭開始分析

希望通過(guò)本文從源碼的分析，我們大家都能了解到上注入下文和上下文實(shí)例池的區(qū)別在哪里，什么時(shí)候用上下文，什么時(shí)候用上下文實(shí)例池

友情提醒：此文略長(zhǎng)，若心情煩躁、郁悶，無(wú)法靜心，可以直接滑至文末總結(jié)或另安排時(shí)間再詳細(xì)閱讀本文

上下文實(shí)例池原理準(zhǔn)備工作

上下文實(shí)例池和線程池原理從概念來(lái)上講一樣，都是可重用，但在原理實(shí)現(xiàn)上卻有本質(zhì)區(qū)別。EF Core定義上下文實(shí)例池接口即IDbContextPool，將其接口實(shí)現(xiàn)抽象為：租賃（Rent）和歸還（Return）。如下：

public?interface?IDbContextPool {DbContext?Rent();bool?Return([NotNull]?DbContext?context); }

那么租賃和歸還的機(jī)制是什么呢？接下來(lái)我們從注入上下文實(shí)例池開始講解。

當(dāng)我們?cè)赟tartup中注入上下文和上下文實(shí)例池時(shí)，其他參數(shù)配置我們暫且忽略，從使用上二者最大區(qū)別在于，上下文可自定義設(shè)置生命周期，默認(rèn)為Scope，而上下文實(shí)例池可自定義最大池大小，默認(rèn)為128。

那么問(wèn)題來(lái)了，上下文實(shí)例池所管理的上下文的生命周期到底是什么呢？我們一探源碼究竟，參數(shù)細(xì)節(jié)判斷部分這里忽略分析

private?static?void?CheckContextConstructors<TContext>()where?TContext?:?DbContext {var?declaredConstructors?=?typeof(TContext).GetTypeInfo().DeclaredConstructors.ToList();if?(declaredConstructors.Count?==?1&&?declaredConstructors[0].GetParameters().Length?==?0){throw?new?ArgumentException(CoreStrings.DbContextMissingConstructor(typeof(TContext).ShortDisplayName()));} }

首先判斷上下文必須有構(gòu)造函數(shù)，因存在隱式默認(rèn)無(wú)參構(gòu)造函數(shù)，所以繼續(xù)增強(qiáng)判斷，構(gòu)造函數(shù)參數(shù)不能為0，否則拋出異常

AddCoreServices<TContextImplementation>(serviceCollection,(sp,?ob)?=>{optionsAction(sp,?ob);var?extension?=?(ob.Options.FindExtension<CoreOptionsExtension>()????new?CoreOptionsExtension()).WithMaxPoolSize(poolSize);((IDbContextOptionsBuilderInfrastructure)ob).AddOrUpdateExtension(extension);},ServiceLifetime.Singleton?);

其次，以單例形式注入DbContextOptions，因每個(gè)上下文無(wú)論實(shí)例化多少次，其DbContextOptions不會(huì)發(fā)生改變

serviceCollection.TryAddSingleton(sp?=>?new?DbContextPool<TContextImplementation>(sp.GetService<DbContextOptions<TContextImplementation>>()));

然后，以單例形式注入上下文實(shí)例池接口實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵搶?shí)例中存在隊(duì)列機(jī)制來(lái)維護(hù)上下文，所有此類必然為單例，同時(shí)，該實(shí)例需要用到DbContextOptions，所以提前注入DbContextOptions

serviceCollection.AddScoped<DbContextPool<TContextImplementation>.Lease>();

緊接著，以生命周期為Scope注入Lease類，此類作為上下文實(shí)例池嵌套密封類存在，從單詞理解就是對(duì)上下文進(jìn)行釋放（歸還）處理（接下來(lái)會(huì)講到）

serviceCollection.AddScoped(sp?=>?(TContextService)sp.GetService<DbContextPool<TContextImplementation>.Lease>().Context);

最后，這里就是上下文實(shí)例池所管理的上下文，其生命周期為Scope，不可更改

上下文實(shí)例池原理構(gòu)造實(shí)現(xiàn)

首先給出上下文實(shí)例池中重要屬性，以免越往下看一臉懵

private?const?int?DefaultPoolSize?=?32;private?readonly?ConcurrentQueue<TContext>?_pool?=?new?ConcurrentQueue<TContext>();private?readonly?Func<TContext>?_activator;private?int?_maxSize;private?int?_count;private?DbContextPoolConfigurationSnapshot?_configurationSnapshot;

上述是對(duì)于注入上下文實(shí)例池所做的準(zhǔn)備工作，接下來(lái)我們則來(lái)到上下文實(shí)例池具體實(shí)現(xiàn)

public?DbContextPool([NotNull]?DbContextOptions?options) {_maxSize?=?options.FindExtension<CoreOptionsExtension>()?.MaxPoolSize????DefaultPoolSize;options.Freeze();_activator?=?CreateActivator(options);if?(_activator?==?null){throw?new?InvalidOperationException(CoreStrings.PoolingContextCtorError(typeof(TContext).ShortDisplayName()));} }

在其構(gòu)造中，獲取自定義實(shí)例池最大大小，若未設(shè)置則以DefaultPoolSize為準(zhǔn)，DefaultPoolSize定義為常量32

然后，防止實(shí)例化上下文后DbContextOptions配置發(fā)生更改，此時(shí)調(diào)用Freeze方法進(jìn)行凍結(jié)

接下來(lái)則是實(shí)例化上下文，此時(shí)將其包裹在委托中，還未真正實(shí)例化，繼續(xù)看上述CreateActivator方法實(shí)現(xiàn)

private?static?Func<TContext>?CreateActivator(DbContextOptions?options) {var?constructors=?typeof(TContext).GetTypeInfo().DeclaredConstructors.Where(c?=>?!c.IsStatic?&&?c.IsPublic).ToArray();if?(constructors.Length?==?1){var?parameters?=?constructors[0].GetParameters();if?(parameters.Length?==?1&&?(parameters[0].ParameterType?==?typeof(DbContextOptions)||?parameters[0].ParameterType?==?typeof(DbContextOptions<TContext>))){returnExpression.Lambda<Func<TContext>>(Expression.New(constructors[0],?Expression.Constant(options))).Compile();}}return?null; }

簡(jiǎn)言之，上下文構(gòu)造函數(shù)和參數(shù)有且只能有一個(gè)，而且參數(shù)必須類型必須是DbContextOptions，最后通過(guò)lambda表達(dá)式構(gòu)造上下文委托

通過(guò)上述分析，正常情況下，我們知道設(shè)計(jì)如此，上下文只能是顯式有參構(gòu)造，而且參數(shù)必須只能有一個(gè)且必須是DbContextOptions。

但有些情況下，我們?cè)谏舷挛臉?gòu)造中確實(shí)需要使用注入實(shí)例，豈不玩不了，若存在這種需求，這里請(qǐng)參考之前文章（EntityFramework Core 3.x上下文構(gòu)造函數(shù)可以注入實(shí)例呢？）

上下文實(shí)例池原理本質(zhì)實(shí)現(xiàn)

上下文實(shí)例池構(gòu)造得到最大實(shí)例池大小以及構(gòu)造上下文委托（并未真正使用），接下來(lái)則是對(duì)上下文進(jìn)行租賃（Rent）和歸還（Return）處理

public?virtual?TContext?Rent() {if?(_pool.TryDequeue(out?var?context)){Interlocked.Decrement(ref?_count);((IDbContextPoolable)context).Resurrect(_configurationSnapshot);return?context;}context?=?_activator();((IDbContextPoolable)context).SetPool(this);return?context; }

從上下文實(shí)例池中的隊(duì)列去獲取上下文，很顯然，首次沒(méi)有，于是就激活上下文委托，實(shí)例化上下文

若存在則將_count減1，然后將上下文的狀態(tài)進(jìn)行激活或復(fù)活處理

_count屬性用來(lái)與獲取到的實(shí)例池大小maxSize進(jìn)行比較（至于如何比較，接下來(lái)歸還用講到），然后為防并發(fā)線程中斷等機(jī)制，不能用簡(jiǎn)單的_count--，必須保持其原子性，所以用Interlocked，不清楚這個(gè)用法，補(bǔ)補(bǔ)基礎(chǔ)

public?virtual?bool?Return([NotNull]?TContext?context) {if?(Interlocked.Increment(ref?_count)?<=?_maxSize){((IDbContextPoolable)context).ResetState();_pool.Enqueue(context);return?true;}Interlocked.Decrement(ref?_count);return?false; }

當(dāng)上下文釋放時(shí)（釋放時(shí)做什么處理，下面會(huì)講），首先將上下文狀態(tài)重置，無(wú)非就是將上下文所跟蹤的模型（變更追蹤機(jī)制）進(jìn)行關(guān)閉處理等等，這里就不做深入探討，接下來(lái)則是將上下文歸還上下文到隊(duì)列中。

我們結(jié)合租賃和歸還整體分析：設(shè)置池大小為32，若此時(shí)有33個(gè)請(qǐng)求，且處理時(shí)間較長(zhǎng)，此時(shí)將直接租賃33個(gè)上下文，緊接著33個(gè)上下文陸續(xù)被釋放，此時(shí)開始將0-31歸還入隊(duì)列，當(dāng)索引為32時(shí)，此時(shí)_count為33，無(wú)法入隊(duì)，怎么搞？此時(shí)將來(lái)到注入的Lease類釋放處理

public?TContext?Context?{?get;?private?set;?}void?IDisposable.Dispose() {if?(_contextPool?!=?null){if?(!_contextPool.Return(Context)){((IDbContextPoolable)Context).SetPool(null);Context.Dispose();}_contextPool?=?null;Context?=?null;} }

若請(qǐng)求超出自定義池大小，且請(qǐng)求處理周期很長(zhǎng)，那么在釋放時(shí)，余下上下文則不能再歸還如隊(duì)列，將直接釋放，同時(shí)上下文實(shí)例池將結(jié)束掉自身不再具備對(duì)該上下文的維護(hù)處理能力

我們?cè)俅位氐阶赓U方法，當(dāng)隊(duì)列中存在可用的上下文時(shí)，可以知道每次都重新實(shí)例化一個(gè)上下文和上下文實(shí)例池管理上下文的本質(zhì)區(qū)別在于對(duì)Resurrect方法的處理。

?((IDbContextPoolable)context).Resurrect(_configurationSnapshot);

我們?cè)賮?lái)看看該方法具體處理情況怎樣，是否存在什么魔法從而有所影響性能的地方，我們?cè)谥付▓?chǎng)景必須使用實(shí)例池呢？

void?IDbContextPoolable.Resurrect(DbContextPoolConfigurationSnapshot?configurationSnapshot) {if?(configurationSnapshot.AutoDetectChangesEnabled?!=?null){ChangeTracker.AutoDetectChangesEnabled?=?configurationSnapshot.AutoDetectChangesEnabled.Value;ChangeTracker.QueryTrackingBehavior?=?configurationSnapshot.QueryTrackingBehavior.Value;ChangeTracker.LazyLoadingEnabled?=?configurationSnapshot.LazyLoadingEnabled.Value;ChangeTracker.CascadeDeleteTiming?=?configurationSnapshot.CascadeDeleteTiming.Value;ChangeTracker.DeleteOrphansTiming?=?configurationSnapshot.DeleteOrphansTiming.Value;}else{((IResettableService)_changeTracker)?.ResetState();}if?(_database?!=?null){_database.AutoTransactionsEnabled=?configurationSnapshot.AutoTransactionsEnabled?==?null||?configurationSnapshot.AutoTransactionsEnabled.Value;} }

哇，我們驚呆了，完全沒(méi)啥，都不用我們?cè)俳忉?#xff0c;只是簡(jiǎn)單設(shè)置變更追蹤各個(gè)狀態(tài)屬性而已

毫無(wú)疑問(wèn)，上下文實(shí)例確實(shí)可以重用上下文實(shí)例，若存在復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯和吞吐量比較大的情況，使用上下文實(shí)例池很顯然性能優(yōu)于上下文，除此之外，二者在使用本質(zhì)上并不存在太大性能差異

因?yàn)榛谖覀兩鲜龇治?#xff0c;若直接使用上下文，每次構(gòu)建上下文實(shí)例，并不需要花費(fèi)什么時(shí)間，同時(shí)，上下文實(shí)例池重用上下文后，也僅僅只是激活變更追蹤屬性，也不需要耗費(fèi)什么時(shí)間。

這里我們也可以看到，上下文實(shí)例池和線程池區(qū)別很大，線程池重用線程，但創(chuàng)建線程開銷可想而知，同時(shí)對(duì)于線程重用的機(jī)制也完全不一樣，據(jù)我所知，線程池具有多個(gè)隊(duì)列，對(duì)于線程池中的N個(gè)線程，有N+1個(gè)隊(duì)列，每個(gè)線程都有一個(gè)本地隊(duì)列和全局隊(duì)列，至于選擇哪個(gè)線程任務(wù)進(jìn)入哪個(gè)隊(duì)列看對(duì)應(yīng)規(guī)則

分析至此，我們?cè)賹?duì)注入上下文和上下文實(shí)例池做一個(gè)完整的對(duì)比分析

?????上下文周期默認(rèn)為Scope且可自定義，而上下文實(shí)例池所管理的上下文周期為Scope，無(wú)法再更改

?????上下文實(shí)例池默認(rèn)大小為128，我們也可以重寫其對(duì)應(yīng)方法，若不給定maxSize（可空），則默認(rèn)池大小為32

?????若上下文實(shí)例池隊(duì)列存在可租賃上下文，則取出，然后僅僅只是激活變更追蹤響應(yīng)屬性，否則直接創(chuàng)建上下文實(shí)例

?????若歸還上下文超出上下文實(shí)例池隊(duì)列大小（自定義池大小），則直接釋放余下上下文，當(dāng)然也就不再受上下文實(shí)例池所管理

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的EntityFramework Core上下文实例池原理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。