通过自定义配置实现插件式设计
软件设计有一句话叫做约定优于配置，很多人将其作为拒绝配置的理由。但是，约定和配置的使用，都有个度的问题。我不赞为了所谓的扩展性，为你的应用设计一套只有你自己才能看懂的配置体系。但是，在很多场景中，配置是提供应用灵活度的首要甚至是唯一途径。对于框架的设计者来说，对于配置的驾驭是一项基本的技能。
可能你很少使用自定义配置，可能你理解的自定义配置仅仅限于AppSetting，不过我想你应该对于System.Configuration这个命名空间下的几个基本的类型有基本的了解。比如ConfigurationSection、ConfigurationElement、ConfigurationElementCollection等。本篇文章不会介绍关于System.Configuration的基础知识，而是通过一个简单的例子为你讲述一些所谓高级的知识点，比如不可识别配置元素的动态解析。（源代码从这里下载）
目录
一、通过自定义配置实现的最终效果
二、相关配置类型的定义
三、两个重要的类型：NameTypeConfigurationElement和NameTypeConfigurationElementCollectionT
四、ResourceProviderFactory的定义
五、补充
一、通过自定义配置实现的最终效果
为了让大家对自定义配置的作用有一个深刻的映像，我们先来给出一个简单的例子。我们采用在《.NET的资源并不限于.resx文件，你可以采用任意存储形式》中介绍的关于自定义ResourceManager以实现对多种资源存储形式的支持。现在只关注与资源的读取，我们将基于不同存储形式的资源读取操作实现在相应的ResourceProovider中，它们实现如下一个简单的IResourceProvider接口。
1: public interface IResourceProvider
2: {
3: object GetObject(string key);
4: }
然后我们创建两个具体的ResourceProvider：DbResourceProvider和XmlResourceProvider，它们分别基于数据库表和XML文件的资源存储形式。DbResourceProvider需要连接数据库，需要引用配置的连接字符串，所以有一个ConnectionStringName属性；而XmlResourceProvider需要访问具体的XML文件，FileName属性表示文件路径。
1: [ConfigurationElementType(typeof(DbResourceProviderConfigurationElement))]
2: public class DbResourceProvider : IResourceProvider
3: {
4: public string ConnnectionStringName { get; private set; }
5: public DbResourceProvider(string connectionStringName)
6: {
7: this.ConnnectionStringName = connectionStringName;
8: }
9: public object GetObject(string key)
10: {
11: throw new NotImplementedException();
12: }
13: public override string ToString()
14: {
15: return string.Format("{0}\n\tConncectionString Name:{1}", typeof(DbResourceProvider).FullName, this.ConnnectionStringName);
16: }
17: }
18:
19: [ConfigurationElementType(typeof(XmlResourceProviderConfigurationElement))]
20: public class XmlResourceProvider : IResourceProvider
21: {
22: public string FileName { get; private set; }
23: public XmlResourceProvider(string fileName)
24: {
25: this.FileName = fileName;
26: }
27: public object GetObject(string key)
28: {
29: throw new NotImplementedException();
30: }
31: public override string ToString()
32: {
33: return string.Format("{0}\n\tFile Name:{1}", typeof(XmlResourceProvider).FullName, this.FileName);
34: }
35: }
具体使用哪个ResourceProvider，通过配置来决定。整个配置定义在artech.resources配置节中，该配置节具有一个providers子节点，它定义了一系列ResourceProvider的列表。每个ResourceProvider配置具有两个相同的属性：Name和Type，以及一些自己专属的配置属性（比如DbResourceProvider的connectionStringName，XmlResourceProvider的fileName）。至于默认采用哪个Provider，则通过配置节的defaultProvider属性来决定。在本例中，我们默认采用的是DbProvider。
1: ?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?
2: configuration
3: configSections
4: section name="artech.resources" type="Artech.Resources.Configuration.ResourceSettings,Artech.CustomConfiguration"/
5: /configSections
6: artech.resources defaultProvider="DbProvider"
7: providers
8: add name="DbProvider" type="Artech.Resources.DbResourceProvider, Artech.CustomConfiguration" connectionStringName="LocalSqlServer"/
9: add name="XmlProvider" type="Artech.Resources.XmlResourceProvider, Artech.CustomConfiguration" fileName="C:\resources.xml"/
10: /providers
11: /artech.resources
12: /configuration
现在我们有一个ResourceProviderFactory的工厂类来帮助我们根据配置创建默认的ResourceProvider，或者创建指定名称的ResourceProvider。现在我们按照如下的方式使用ResourceProviderFactory。
1: static void Main(string[] args)
2: {
3: IResourceProvider resourceProvider = ResourceProviderFactory.GetResourceProvider();
4: Console.WriteLine(resourceProvider);
5: Console.WriteLine();
6:
7: resourceProvider = ResourceProviderFactory.GetResourceProvider("XmlProvider");
8: Console.WriteLine(resourceProvider);
9: Console.WriteLine();
10:
11: resourceProvider = ResourceProviderFactory.GetResourceProvider("DbProvider");
12: Console.WriteLine(resourceProvider);
13: Console.WriteLine();
14: }
输出结果：
1: Artech.Resources.DbResourceProvider
2: ConncectionString Name:LocalSqlServer
3:
4: Artech.Resources.XmlResourceProvider
5: File Name:C:\resources.xml
6:
7: Artech.Resources.DbResourceProvider
8: ConncectionString Name:LocalSqlServer
接下来我们就来介绍整个配置体系，以及ResourceProviderFactory的实现。
二、相关配置类型的定义
我们现在来看看与配置相关的类型的定义。整个配置节定义在如下一个ResourceSettings的类中，它直接继承自ConfigurationSection。ResourceSettings具有两个配置属性：DefaultProvider和Providers，分别代表artech.resources的defaultProvider属性和providers子节点。
1: public class ResourceSettings: ConfigurationSection
2: {
3: [ConfigurationProperty("defaultProvider", IsRequired = true)]
4: public string DefaultProvider
5: {
6: get{return (string)this["defaultProvider"];}
7: set{this["defaultProvider"] = value;}
8: }
9: [ConfigurationProperty("providers", IsRequired = true)]
10: public NameTypeElementCollectionResourceProviderConfigurationElement Providers
11: {
12: get{return (NameTypeElementCollectionResourceProviderConfigurationElement)this["providers"];}
13: set{this["providers"] = value;}
14: }
15: public static ResourceSettings GetConfiguration()
16: {
17: return (ResourceSettings)ConfigurationManager.GetSection("artech.resources");
18: }
19: }
属性Providers是一个名称为NameTypeElementCollectionT的泛型类型。从名称我们不难看出，这是一个集合类型，代表配置的ResourceProvider集合。而基于ResourceProvider的配置定义在如下一个ResourceProviderConfigurationElement抽象类中。该类继承自我们自定义的NameTypeConfigurationElement类型，具有一个CreateProvider抽象方法用于创建相应的ResourceProvider。
1: public abstract class ResourceProviderConfigurationElement: NameTypeConfigurationElement
2: {
3: public abstract IResourceProvider CreateProvider();
4: }
DbResourceProvider和XmlResourceProvider具有各自的ResourceProviderConfigurationElement，分别为DbResourceProviderConfigurationElement和XmlResourceProviderConfigurationElement。
1: public class DbResourceProviderConfigurationElement : ResourceProviderConfigurationElement
2: {
3: [ConfigurationProperty("connectionStringName", IsRequired = true)]
4: public string ConnectionStringName
5: {
6: get{return (string)this["connectionStringName"];}
7: set{this["connectionStringName"] = value;}
8: }
9: public override IResourceProvider CreateProvider()
10: {
11: return new DbResourceProvider(this.ConnectionStringName);
12: }
13: }
14:
15: public class XmlResourceProviderConfigurationElement : ResourceProviderConfigurationElement
16: {
17: [ConfigurationProperty("fileName", IsRequired = true)]
18: public string FileName
19: {
20: get{return (string)this["fileName"];}
21: set{this["fileName"] = value;}
22: }
23: public override IResourceProvider CreateProvider()
24: {
25: return new XmlResourceProvider(this.FileName);
26: }
27: }
三、两个重要的类型：NameTypeConfigurationElement和NameTypeConfigurationElementCollectionT
接下来介绍两个重要的类型，第一个是ResourceProviderConfigurationElement的基类：NameTypeConfigurationElement。顾名思义，NameTypeConfigurationElement就是具有两个基本配置属性Name和Type的配置元素（ConfigurationElement），其定义如下。方法DeserializeElement定义出来用于解决非识别配置项的反序列化问题。
1: public class NameTypeConfigurationElement : ConfigurationElement
2: {
3: [ConfigurationProperty("name", IsRequired = true, IsKey = true)]
4: public string Name
5: {
6: get{return (string)this["name"];}
7: set{this["name"] = value;}
8: }
9: [ConfigurationProperty("type", IsRequired = true)]
10: public string TypeName
11: {
12: get{return (string)this["type"];}
13: set{this["type"] = value;}
14: }
15: public Type Type
16: {
17: get{return Type.GetType(this.TypeName);}
18: }
19: public void DeserializeElement(XmlReader reader)
20: {
21: base.DeserializeElement(reader, false);
22: }
23: }
另一个类型就是NameTypeConfigurationElement的配置元素集合（ConfigurationElementCollection）:NameTypeElementCollectionT。应该说它是整个配置体系的核心，其全部定义如下所示。
1: public class NameTypeElementCollectionT : ConfigurationElementCollection where T : NameTypeConfigurationElement
2: {
3: protected override ConfigurationElement CreateNewElement()
4: {
5: return Activator.CreateInstanceT();
6: }
7: protected override object GetElementKey(ConfigurationElement element)
8: {
9: return (element as NameTypeConfigurationElement).Name;
10: }
11: protected virtual Type RetrieveConfigurationElementType(XmlReader reader)
12: {
13: Type configurationElementType = null;
14: if (reader.AttributeCount 0)
15: {
16: for (bool go = reader.MoveToFirstAttribute(); go; go = reader.MoveToNextAttribute())
17: {
18: if ("type".Equals(reader.Name))
19: {
20: Type providerType = Type.GetType(reader.Value, false);
21: Attribute attribute = Attribute.GetCustomAttribute(providerType, typeof(ConfigurationElementTypeAttribute));
22: if (attribute == null)
23: {
24: throw new ConfigurationErrorsException("No ConfigurationElementTypeAttribute is applied.");
25: }
26: configurationElementType = ((ConfigurationElementTypeAttribute)attribute).ConfigurationElementType;
27: break;
28: }
29: }
30: reader.MoveToElement();
31: }
32: return configurationElementType;
33: }
34: protected override bool OnDeserializeUnrecognizedElement(string elementName, XmlReader reader)
35: {
36: if (base.AddElementName.Equals(elementName))
37: {
38: Type configurationElementType = this.RetrieveConfigurationElementType(reader);
39: var currentElement = (T)Activator.CreateInstance(configurationElementType);
40: currentElement.DeserializeElement(reader);
41: base.BaseAdd(currentElement, true);
42: return true;
43: }
44: return base.OnDeserializeUnrecognizedElement(elementName, reader);
45: }
46: public T GetConfigurationElement(string name)
47: {
48: return (T)this.BaseGet(name);
49: }
50: }
对于配置我们应该有这样的认识：我们通过相应的类型来定义配置文件中的某个XML元素，在进行读取的时候实际上就是一个反序列化的工作。而对于成功进行序列化和反序列化，其根本前提是确定目标类型，因为类型描述了元数据。带着这个结论再来看看我们的以XML表示的配置和ResourceSettings的定义，我们会发现一个问题：ResourceSetting的Providers属性的类型是NameTypeElementCollectionResourceProviderConfigurationElement，配置元素类型ResourceProviderConfigurationElement是一个抽象类型。而我们需要将具体的ResourceProvider配置反序列化成DbResourceProviderConfigurationElement和XmlResourceProviderConfigurationElement，而整个配置系统似乎找不到这个两个类型的影子。如果不能预先确定配置元素需要反序列化成的真实类型，整个配置的读取将会失败。具体来说，它不能识别DbProvider元素的connectionStringName属性，和XmlProvider的fileName属性，因为基类ResourceProviderConfigurationElement没有相关属性的定义。
既然在默认情况下具体ResourceProvider的配置元素不能被反序列化，它们属于不可识别元素（Unrecognized Element），那么我们只要手工对其实施反序列化，具体做法就是重写ConfigurationElementCollection的OnDeserializeUnrecognizedElement方法。但是即使手工进行反序列化，也需要确定具体的配置元素类型，这又如何解决呢？如果你足够仔细的话，在定义DbResourceProvider和XmlResourceProvider的时候，在类上面应用了一个特殊的自定义特性：ConfigurationElementTypeAttribute，它建立起了具体ResourceProvider和对应配置元素之间的匹配关系。
1: [ConfigurationElementType(typeof(DbResourceProviderConfigurationElement))]
2: public class DbResourceProvider : IResourceProvider
3: {
4: //...
5: }
而这个ConfigurationElementTypeAttribute定义非常简单，仅仅定义一个用于表示配置元素类型的ConfigurationElementType属性，该属性在构造函数中初始化。
1: [AttributeUsage( AttributeTargets.Class)]
2: public class ConfigurationElementTypeAttribute: Attribute
3: {
4: public Type ConfigurationElementType { get; private set; }
5: public ConfigurationElementTypeAttribute(Type configurationElementType)
6: {
7: this.ConfigurationElementType = configurationElementType;
8: }
9: }
由于每个具体的ResourceProvider都具有这样一个ConfigurationElementTypeAttribute来指定对应的ConfigurationElement类型，那么我们就可以反射来为反序列化确定配置元素的目标类型了。这样的操作实现在RetrieveConfigurationElementType方法中。
四、ResourceProviderFactory的定义
NameTypeElementCollectionT通过重写OnDeserializeUnrecognizedElement方法，以及借助于ConfigurationElementTypeAttribute特性，解决了对不可识别元素的解析问题。而具体的ResourceProviderConfigurationElement都实现了CreateProvider方法来创建对应的ResourceProvider，那么ResourceProviderFactory的实现就非常简单了。
1: public static class ResourceProviderFactory
2: {
3: public static IResourceProvider GetResourceProvider()
4: {
5: ResourceSettings settings = ResourceSettings.GetConfiguration();
6: return GetResourceProvider(settings.DefaultProvider);
7: }
8: public static IResourceProvider GetResourceProvider(string name)
9: {
10: ResourceSettings settings = ResourceSettings.GetConfiguration();
11: return settings.Providers.GetConfigurationElement(name).CreateProvider();
12: }
13: }
五、补充
经常关注我博客朋友应该知道本人对微软开源框架EnterLib有一定的了解。熟悉EnterLib的朋友经常诟病于它繁琐的配置，这确实是一个问题。不过这从另一个方面说明了EnterLib底层配置系统的强大，不然很难支持如此复杂的配置。对于学习自定义配置，了解EnterLib配置体系的实现是一个不错的途径。实际上，本篇文章关于不可识别配置元素的解析的解决方案就是来源于EnterLib。
