在Avalonia项目中使用MediatR和MS.DI库实现事件驱动通信

Dotnet9个人博客2024-03-03 12:18

大家好，我是沙漠尽头的狼！

AvaloniaUI是一个强大的跨平台.NET客户端开发框架，让开发者能够针对Windows、Linux、macOS、Android和iOS等多个平台构建应用程序。在构建复杂的应用程序时，模块化和组件间的通信变得尤为重要。Prism框架提供了模块化的开发方式，支持插件的热拔插，而MediatR则是一个实现了中介者（Mediator）模式的事件订阅发布框架，非常适合用于模块之间以及模块与主程序之间的通信。

本文重点是介绍MediatR，它 是 .NET 中的开源简单中介者模式实现。它通过一种进程内消息传递机制（无其他外部依赖），进行请求/响应、命令、查询、通知和事件的消息传递，并通过泛型来支持消息的智能调度。开源库地址是 https://github.com/jbogard/MediatR。

本文将详细介绍如何在Avalonia项目中使用MediatR和Microsoft的依赖注入（MS.DI）库来实现事件驱动的通信。

0. 基础知识准备-MediatR的基本用法

MediatR中有两种消息传递的方式：

  • Request/Response，用于一个单独的Handler。
  • Notification，用于多个Handler。

Request/Response

Request/Response 有点类似于 HTTP 的 Request/Response，发出一个 Request 会得到一个 Response。

Request 消息在 MediatR 中，有两种类型：

  • IRequest<T> 返回一个T类型的值。
  • IRequest 不返回值。

对于每个 request 类型，都有相应的 handler 接口：

  • IRequestHandler<T, U> 实现该接口并返回 Task<U>
  • RequestHandler<T, U> 继承该类并返回 U
  • IRequestHandler<T> 实现该接口并返回 Task<Unit>
  • AsyncRequestHandler<T> 继承该类并返回 Task
  • RequestHandler<T> 继承该类不返回

Notification

Notification 就是通知，调用者发出一次，然后可以有多个处理者参与处理。

1. 准备工作

首先，确保你的Avalonia项目中已经安装了必要的NuGet包。你将需要Prism.DryIoc.Avalonia作为依赖注入容器，以及MediatR来处理事件的发布和订阅。此外，为了将MediatR集成到DryIoc容器中，你还需要DryIoc.Microsoft.DependencyInjection包（这里感谢网友寒提供的技术解答）。

在项目的.csproj文件或NuGet包管理器中添加以下引用：

xml 复制代码 
<PackageReference Include="Prism.DryIoc.Avalonia" Version="8.1.97.11072" /> 
<PackageReference Include="MediatR" Version="12.2.0" />  
<PackageReference Include="DryIoc.Microsoft.DependencyInjection" Version="8.0.0-preview-01" />

2. 配置容器和注册服务

在Avalonia项目中，你需要配置DryIoc容器以使用Microsoft的DI扩展，并注册MediatR服务。这通常在你的主启动类（如App.axaml.cs）中完成。

以下是配置容器和注册服务的示例代码：

csharp 复制代码 
namespace CodeWF.Tools.Desktop;

public class App : PrismApplication
{
    // 省略了模块注入等和主题无关的代码，有兴趣源码在文末可查

    /// <summary>
    /// 1、DryIoc.Microsoft.DependencyInjection低版本可不要这个方法（5.1.0及以下）
    /// 2、高版本必须，否则会抛出异常：System.MissingMethodException:"Method not found: 'DryIoc.Rules DryIoc.Rules.WithoutFastExpressionCompiler()'."
    /// 参考issues：https://github.com/dadhi/DryIoc/issues/529
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    protected override Rules CreateContainerRules()
    {
        return Rules.Default.WithConcreteTypeDynamicRegistrations(reuse: Reuse.Transient)
            .With(Made.Of(FactoryMethod.ConstructorWithResolvableArguments))
            .WithFuncAndLazyWithoutRegistration()
            .WithTrackingDisposableTransients()
            //.WithoutFastExpressionCompiler()
            .WithFactorySelector(Rules.SelectLastRegisteredFactory());
    }

    protected override IContainerExtension CreateContainerExtension()
    {
        IContainer container = new Container(CreateContainerRules());
        container.WithDependencyInjectionAdapter();

        return new DryIocContainerExtension(container);
    }

    protected override void RegisterRequiredTypes(IContainerRegistry containerRegistry)
    {
        base.RegisterRequiredTypes(containerRegistry);

        IServiceCollection services = ConfigureServices();

        IContainer container = ((IContainerExtension<IContainer>)containerRegistry).Instance;

        container.Populate(services);
    }

    private static ServiceCollection ConfigureServices()
    {
        var services = new ServiceCollection();

        // 注入MediatR
        var assemblies = AppDomain.CurrentDomain.GetAssemblies().ToList();

        // 添加模块注入，未显示调用模块类型前，模块程序集是未加载到当前程序域`AppDomain.CurrentDomain`的
        var assembly = typeof(SlugifyStringModule).GetAssembly();
        assemblies.Add(assembly);
        services.AddMediatR(configure =>
        {
            configure.RegisterServicesFromAssemblies(assemblies.ToArray());
        });

        return services;
    }
}

在上面的代码中，我们重写了CreateContainerRules、CreateContainerExtension和RegisterRequiredTypes方法以配置DryIoc容器，并注册了MediatR服务和相关处理程序。

注意，在注册MediatR服务时，我们从当前已加载的程序集列表中查找并注册处理程序。如果模块是按需加载的，请确保在注册处理程序之前已加载了相应的模块。

此外，我们还演示了如何手动添加模块程序集到列表中以便注册处理程序。这通常在你需要显式控制哪些模块和处理程序被注册时很有用。但是，请注意，在大多数情况下，你可能希望使用更自动化的方式来加载和注册模块及处理程序（例如，通过扫描特定目录或使用约定等）。这取决于你的具体需求和项目结构。

另外，请注意代码中的注释和说明，它们提供了有关每个步骤和配置的额外信息。在实际项目中，你可能需要根据项目的实际情况和需求进行相应的调整和优化。例如，你可能需要处理循环依赖、配置作用域、使用拦截器或装饰器等高级功能。这些都可以在DryIoc和MediatR的文档中找到更详细的说明和示例。

3. MediatR2种传递方式

有了前面的基础知识准备，我们添加类库工程CodeWF.Tools.MediatR.Notifications，并添加请求定义（主工程及模块的响应处理程序需要实现）：

csharp 复制代码 
public class TestRequest : IRequest<string>
{
    public string? Args { get; set; }
}

添加通知定义：

csharp 复制代码 
public class TestNotification : INotification
{
    public string? Args { get; set; }
}

请求和通知定义结构一样（实现接口不同），只有一个字符串属性。

4. 添加处理程序

示例工程结构如下，因为该开源项目（文末链接）写在站长的AvaloniaUI桌面工具工程，本文只关注如下图3个工程即可：

在AvaloniaUI主工程(CodeWF.Tools.Desktop)添加请求响应处理程序：

csharp 复制代码 
public class TestHandler : IRequestHandler<TestRequest, string>
{
    public async Task<string> Handle(TestRequest request, CancellationToken cancellationToken)
    {
        return await Task.FromResult($"主工程处理程序：Args = {request.Args}, Now = {DateTime.Now}");
    }
}

添加通知响应处理程序：

csharp 复制代码 
public class TestNotificationHandler(INotificationService notificationService) : INotificationHandler<TestNotification>
{
    public Task Handle(TestNotification notification, CancellationToken cancellationToken)
    {
        notificationService.Show("Notification",
            $"主工程Notification处理程序：Args = {notification.Args}, Now = {DateTime.Now}");
        return Task.CompletedTask;
    }
}

在模块【CodeWF.Tools.Modules.SlugifyString】中添加请求响应处理程序(因为顺序关系，不会触发，这里添加只是演示请求为一对一响应）：

csharp 复制代码 
public class TestHandler : IRequestHandler<TestRequest, string>
{
    public async Task<string> Handle(TestRequest request, CancellationToken cancellationToken)
    {
        return await Task.FromResult($"模块【SlugifyString】Request处理程序：Args = {request.Args}, Now = {DateTime.Now}");
    }
}

添加通知响应处理程序（会和主工程通知响应处理程序一样被触发）：

csharp 复制代码 
public class TestNotificationHandler(INotificationService notificationService) : INotificationHandler<TestNotification>
{
    public Task Handle(TestNotification notification, CancellationToken cancellationToken)
    {
        notificationService.Show("Notification",
            $"模块【SlugifyString】Notification处理程序：Args = {notification.Args}, Now = {DateTime.Now}");
        return Task.CompletedTask;
    }
}

几个响应处理程序类定义类似：收到请求时，返回格式化字符串；收到通知时，弹出提示表明当前是哪个位置收到的通知，便于演示效果。

5. 请求和通知演示

触发操作我们写在模块【CodeWF.Tools.Modules.SlugifyString】中，在模块的ViewModel类里通过依赖注入获取请求和通知的发送者实例ISender和IPublisher：

csharp 复制代码 
using Unit = System.Reactive.Unit;

namespace CodeWF.Tools.Modules.SlugifyString.ViewModels;

public class SlugifyViewModel : ViewModelBase
{
    // 省略别名转换相关逻辑代码，源码文末查看
    
    private readonly INotificationService _notificationService;
    private readonly IClipboardService? _clipboardService;
    private readonly ITranslationService? _translationService;

    public SlugifyViewModel(INotificationService notificationService, IClipboardService clipboardService,
        ITranslationService translationService, ISender sender, IPublisher publisher) : base(sender, publisher)
    {
        _notificationService = notificationService;
        _clipboardService = clipboardService;
        _translationService = translationService;
        KindChanged = ReactiveCommand.Create<TranslationKind>(OnKindChanged);
    }


    public async Task ExecuteMediatRRequestAsync()
    {
        var result = Sender.Send(new TestRequest() { Args = To });
        _notificationService.Show("MediatR", $"收到响应：{result.Result}");
    }

    public async Task ExecuteMediatRNotificationAsync()
    {
        await Publisher.Publish(new TestNotification() { Args = To });
    }

}

点击测试MediatR-Request按钮触发调用ISender.Send发出请求并得到响应，通过点击测试MediatR-Notification按钮触发调用IPublisher.Publish发出通知。

请求效果：

看上面的请求效果：虽然在主工程和模块工程都注册了一个响应，但只有主工程被触发。

通知效果：

在主工程和模块工程都注册了一个通知响应，所以两个处理程序都弹出了提示。

6. 总结

为什么使用MediatR，而未使用Prism的事件聚合器？

站长开发工具做了在线版(https://blazor.dotnet9.com)，也做了跨平台桌面版本（AvaloniaUI），两个版本使用MediatR可以复用大部分事件代码。

CQRS or DDD?

这节直接复制MediatR 在 .NET 应用中的实践 - 明志唯新 (yimingzhi.net)，大家应该可以学到些什么：

软件开发发展到今天，模式和理念不断在架构中刷新：从分布式到微服务，再到云原生 ......。时代对一个程序员，尤其是服务端程序员，提出的要求越来越高。DDD（领域驱动设计）在微服务架构中一再被提及，甚至有人提出这是必须项！

实施一个完美的 DDD 还是有难度的，现实中奋战在一线的 CRUD 程序员还是不少。那么在 CRUD 和 DDD 之间我们是否还有缓冲区呢？MediatR 的作者曾经也撰文讨论过这个问题，我很认同他的基本观点：设计是为应用服务的，不能为了 DDD 而 DDD。

CQRS 的全称是："Command and Query Responsibility Segregation"，直译过来就是命令与查询责任分离，可以通俗的理解为 读写分离。

微软的官方文档中对此做过如下陈述：

CQRS 命令和查询责任分离数据存储的读取和更新操作分离的模式。 在应用程序中实现 CQRS 可以最大程度地提高其性能、可伸缩性和安全性。 通过迁移到 CQRS 而创建的灵活性使系统能够随着时间的推移更好地发展，并防止更新命令在域级别导致合并冲突。

微软也给出了相应的隔离模型解决方案：

CQRS 使用命令来更新数据，使用查询来读取数据，将读取和写入 分离到不同的 模型中。

  • 命令应基于任务，而不是以数据为中心。
  • 命令可以放置在队列中进行异步处理，而不是同步处理。
  • 查询从不修改数据库。 查询返回的 DTO 不封装任何域知识。

CQRS 的好处包括：

  • 独立缩放: CQRS 允许读取和写入工作负载独立缩放，这可能会减少锁争用。
  • 优化的数据架构: 读取端可使用针对查询优化的架构，写入端可使用针对更新优化的架构。
  • 安全性: 更轻松地确保仅正确的域实体对数据执行写入操作。
  • 关注点分离: 分离读取和写入端可使模型更易维护且更灵活。 大多数复杂的业务逻辑被分到写模型。 读模型会变得相对简单。
  • 查询更简单: 通过将具体化视图存储在读取数据库中，应用程序可在查询时避免复杂联接。

有了 MediatR 我们可以在应用中轻松实现 CQRS:

  • IRequest<> 的消息名称以 Command 为结尾的是命令，其对应的 Handler 执行写任务
  • IRequest<> 的消息名称以 Query 为结尾的是查询，其对应的 Handler 执行读数据

结束语

MediatR 是一个简单的中介者实现，可以极大降低我们的应用复杂度，也能够使得我们一路从 CRUD 到 CQRS 到 DDD 进行逐级演进。毕竟我们是生活在现实中的人，不能罔顾商业现实，纯粹一味追求技术。

商业技术的演进，应该是一路持续的改革而不是来一场革命。疫情总有反复，但是我们得活着，相对轻松的活着！

参考

文中示例写了主要代码，但可能缺失部分细节，源码链接如下，欢迎留言交流。

参考文章：MediatR 在 .NET 应用中的实践

本文源码：Github

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