解析 Microsoft.Extensions.DependencyInjection 2.x 版本實現
專案使用了 Microsoft.Extensions.DependencyInjection 2.x 版本，遇到第2次請求時非常高的記憶體佔用情況，於是作了調查，本文對 3.0 版本仍然適用。
先說結論，可以轉到ServiceProvider章節，為了在效能與開銷中獲取平衡，Microsoft.Extensions.DependencyInjection在初次請求時使用反射例項化目標服務，再次請求時非同步使用表示式樹替換了目標例項化委託，使得後續請求將得到效能提升。
IServiceProviderEngine
依賴注入的核心是IServiceProviderEngine，它定義了GetService()
IServiceProvider間接呼叫。
IServiceProviderEngine包含若干實現，由ServiceProvider的建構函式的引數決定具體的實現型別。由於ServiceProviderOptions.Mode是內部可見列舉，預設值為ServiceProviderMode.Dynamic，ServiceCollectionContainerBuilderExtensions.BuildServiceProvider()作為入口沒有控制能力，使得成員_engine是型別為DynamicServiceProviderEngine的例項。
最終實現類DynamicServiceProviderEngine
CompiledServiceProviderEngine繼承，後者再從抽象類ServiceProviderEngine繼承。
抽象類ServiceProviderEngine定義了方法GetService(Type serviceType)，並維護了預設可見性的執行緒安全的字典internal ConcurrentDictionary<Type, Func<ServiceProviderEngineScope, object>> RealizedServices，目標型別例項化總是先從該字典獲取委託。
方法ServiceProviderEngine.GetService()
ServiceProviderEngine的私有方法CreateServiceAccessor(Type serviceType)首先使用CallSiteFactory分析獲取待解析型別的上下文IServiceCallSite，接著呼叫子類的RealizeService(IServiceCallSite)實現。
ServiceProviderEngine
這裡解析兩個重要依賴CallSiteFactory和CallSiteRuntimeResolver，以及資料結構IServiceCallSite，前兩者在ServiceProviderEngine的建構函式中得到例項化。
CallSiteFactory
ServiceProviderEngine以注入方式集合作為構建函式的引數，但引數被立即轉交給了CallSiteFactory，後者在維護注入方式集合與了若干字典物件。
List<ServiceDescriptor> _descriptors：所有的注入方式集合Dictionary<Type, IServiceCallSite> _callSiteCache：目標服務型別與其實現的上下文字典Dictionary<Type, ServiceDescriptorCacheItem> _descriptorLookup：使用目標服務型別分組後注入方式對映
ServiceDescriptorCacheItem是維護了List<ServiceDescriptor>的結構體，CallSiteFactory總是使用最後一個注入方式作為目標型別的例項化依據。
IServiceCallSite
IServiceCallSite是目標服務型別例項化的上下文，CallSiteFactory通過方法CreateCallSite()建立IServiceCallSite，並通過字典_callSiteCache進行快取。
- 首先嚐試呼叫針對普通型別的
TryCreateExact()方法； - 如果前一步為空，接著嘗試呼叫針對泛型型別的
TryCreateOpenGeneric()方法； - 如果前一步為空，繼續深度呼叫針對可列舉集合的
TryCreateEnumerable()方法； TryCreateEnumerable()內部使用了TryCreateExact()和TryCreateOpenGeneric()
CallSiteFactory對不同注入方式有選取優先順序，優先選取例項注入方式，其次選取委託注入方式，最後選取型別注入方式，以 TryCreateExact()為例簡單說明：
- 對於使用單例和常量的注入方式，返回
ConstantCallSite例項； - 對於使用委託的注入方式，返回
FactoryCallSite例項； - 對於使用型別注入的，
CallSiteFactory呼叫方法CreateConstructorCallSite()；- 如果只有1個建構函式
- 無參建構函式，使用
CreateInstanceCallSite作為例項化上下文； - 有參建構函式存，首先使用方法
CreateArgumentCallSites()遍歷所有引數，遞迴建立各個引數的IServiceCallSite例項，得到陣列。接著使用前一步得到的陣列作為引數， 創建出ConstructorCallSite例項。
- 無參建構函式，使用
- 如果多於1個建構函式，檢查和選取最佳建構函式再使用前一步邏輯處理；
- 如果只有1個建構函式
- 最後新增生命週期標識
泛型、集合處理多了部分前置工作，在此略過。
如下流程圖簡要地展示了遞迴過程：
CallSiteRuntimeResolver
CallSiteRuntimeResolver從CallSiteVisitor<ServiceProviderEngineScope, object>繼承，被抽象類ServiceProviderEngine依賴，被DynamicServiceProviderEngine間接引用。
由於目標服務型別例項化上下文已經由CallSiteFactory獲取完成，該類的工作集中於型別推斷與呼叫合適的方法例項化取目標服務。
ConstantCallSite：獲取引用的常量；FactoryCallSite：執行委託；CreateInstanceCallSite：反射呼叫Activator.CreateInstance()；ConstructorCallSite：遞迴例項化各個引數得到陣列，接著作為引數反射呼叫ConstructorInfo.Invoke()；
前面提到
ServiceProviderEngine維護了字典，用於該委託的存取，後面繼續會講到。
ServiceProviderEngine.GetService()內部使用其私有方法CreateServiceAccessor()，傳遞CallSiteFactory獲取到IServiceCallSite例項到子類重寫的方法RealizeService()，故關注點回到DynamicServiceProviderEngine。
DynamicServiceProviderEngine
DynamicServiceProviderEngine重寫父類方法RealizeService()，返回了一個特殊的委託，委託內包含了對父類CompiledServiceProviderEngine和抽象類ServiceProviderEngine的成員變數的呼叫。
- 該委託被儲存到
ServiceProviderEngine維護的字典； - 該委託被第1次呼叫時，使用
ServiceProviderEngine內部型別為CallSiteRuntimeResolver的成員完成目標服務的例項化； - 該委託被第2次呼叫時，除了第1步外，額外另起 Task 呼叫父類
CompiledServiceProviderEngine內部型別為ExpressionResolverBuilder成員的方法Resolve()得到委託，替換前述的ServiceProviderEngine維護的字典內容。
sequenceDiagram ServiceProvider->>+ServiceProviderEngine: GetService() ServiceProviderEngine->>ServiceProviderEngine: RealizedServices.GetOrAdd() ServiceProviderEngine->>ServiceProviderEngine: CreateServiceAccessor(Type serviceType) %% Func<ServiceProviderEngineScope, object> ServiceProviderEngine->>+CallSiteFactory: CreateCallSite(Type serviceType) CallSiteFactory->>-ServiceProviderEngine: IServiceCallSite note left of CallSiteFactory: context of TService ServiceProviderEngine->>+DynamicServiceProviderEngine: RealizeService(IServiceCallSite) alt Interlocked.Increment(ref callCount) == 2 DynamicServiceProviderEngine-->>CompiledServiceProviderEngine: Task.Run(() => base.RealizeService()) end DynamicServiceProviderEngine->>+CompiledServiceProviderEngine: base.RuntimeResolver.Resolve() CompiledServiceProviderEngine->>-DynamicServiceProviderEngine: Func<ServiceProviderEngineScope, object> DynamicServiceProviderEngine->>-ServiceProviderEngine: delegate ServiceProviderEngine->>ServiceProviderEngine: execute delegate with scope ServiceProviderEngine->>-ServiceProvider: TService委託的前2次執行結果總是由
ServiceProviderEngine.RuntimeResolver返回的。
CompiledServiceProviderEngine
CompiledServiceProviderEngine依賴了ExpressionResolverBuilder，並操作了抽象類ServiceProviderEngine維護的字典物件RealizedServices。
ExpressionResolverBuilder
ExpressionResolverBuilder從CallSiteVisitor<CallSiteExpressionBuilderContext, Expression>繼承，正如其名是表示式樹的相關實現，其方法Build()構建和返回型別為Func<ServiceProviderEngineScope, object>的委託。
ExpressionResolverBuilder和 CallSiteRuntimeResolver一樣繼承了抽象類CallSiteVisitor<TArgument, TResult>，所以解析出表示式樹的過程極其相似，根據 IServiceCallSite創建出表示式樹。
ConstantCallSite：使用Expression.Constant()；FactoryCallSite：使用Expression.Invocation()；CreateInstanceCallSite：使用Expression.New()；ConstructorCallSite：遞迴建立各個引數的表示式樹得到陣列，接著作為引數，使用Expression.New()建立最終的表示式樹；
ServiceProvider
回顧整個流程可知，CallSiteFactory、CallSiteRuntimeResolver、ExpressionResolverBuilder是目標服務例項化的核心實現：
CallSiteFactory：解析和快取目標服務的例項化上下文；CallSiteRuntimeResolver：使用反射完成目標服務的例項化；ExpressionResolverBuilder：使用表示式樹得到目標服務的例項化的前置委託；
ServiceProvider通過特殊的委託完成了目標服務例項化方式的替換：
- 初次呼叫
GetService()時- 首先通過
DynamicServiceProviderEngine返回了委託，該委託被儲存到字典RealizedServices中； - 接著該委託被第1次執行，通過
CallSiteRuntimeResolver完成目標服務的例項化；
- 首先通過
- 再將呼叫
GetService()時，- 直接得到快取的委託並同樣完成目標服務的例項
- 同時通過一個額外的 Task，通過
ExpressionResolverBuilder使用表示式樹重新生成委託，並操作字典RealizedServices，替換初次呼叫生成委託；
- 後續呼叫
GetService()時，字典RealizedServices查詢到的是已經替換過的使用表示式樹生成的委託。
sequenceDiagram ServiceProviderEngine->>+DynamicServiceProviderEngine: RealizeService(IServiceCallSite) alt Interlocked.Increment(ref callCount) == 2 DynamicServiceProviderEngine->>+CompiledServiceProviderEngine: Task.Run(() => base.RealizeService(IServiceCallSite)) CompiledServiceProviderEngine->>+ExpressionResolverBuilder: Build(IServiceCallSite) note right of ExpressionResolverBuilder: ExpressionTree ExpressionResolverBuilder->>-CompiledServiceProviderEngine: func: Func<ServiceProviderEngineScope, object> CompiledServiceProviderEngine-->>ServiceProviderEngine: base.RealizedServices[callSite.ServiceType] = func note right of ServiceProviderEngine: Rewrite cache end DynamicServiceProviderEngine->>+ServiceProviderEngine: base.RuntimeResolver.Resolve(IServiceCallSite) ServiceProviderEngine->>+CallSiteRuntimeResolver: Resole(IServiceCallSite, scope) note right of CallSiteRuntimeResolver: Reflection CallSiteRuntimeResolver->>-ServiceProviderEngine: Func<ServiceProviderEngineScope, object> ServiceProviderEngine->>-DynamicServiceProviderEngine: delegate DynamicServiceProviderEngine->>-ServiceProviderEngine: delegate ServiceProviderEngine->>ServiceProviderEngine: execute delegate with scope沒有執行緒安全問題，委託一定會被替換，視表示式樹的構建完成時機。
Summary
Microsoft.Extensions.DependencyInjection 2.x 希望在開銷和效能中取得平衡，其實現方式是使用特殊委託完成委託本身的替換。``CallSiteVisitor` 是獲取例項和表示式樹的核心實現。
由於表示式建立的過程中不存在對引數的表示式樹的快取過程，故對於 A 依賴 B 的情況，如果只是獲取 A ，使得 A 的表示式樹構建完成並以委託形式快取，單獨獲取 B 仍然要完成先反射後構造表示式的流程，見 CompiledServiceProviderEngine。
掌握了 Microsoft.Extensions.DependencyInjection 2.x 的實現機制，加上對記憶體 dump 的對比，已經知道表示式樹的構建過程是產生開銷的原因，出於篇幅控制另行展開。
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