namespace Test
{
    internal class Person
    {
        public string FirstName { get; set; }
        public string LastName { get; set; }
    }
}

using System.Text.Json.Serialization;

namespace Test
{
    [JsonSerializable(typeof(Person))]
    internal partial class MyJsonContext : JsonSerializerContext
    {
    }
}

Person person = new() { FirstName = "Jane", LastName = "Doe" };
byte[] utf8Json = JsonSerializer.SerializeToUtf8Bytes(person, MyJsonContext.Default.Person);
person = JsonSerializer.Deserialize(utf8Json, MyJsonContext.Default.Person);

namespace System.Text.Json
{
    public static class JsonSerializer
    {
        public static object? Deserialize(ReadOnlySpan<byte> utf8Json, Type returnType, JsonSerializerContext context) => ...;
        public static object? Deserialize(ReadOnlySpan<char> json, Type returnType, JsonSerializerContext context) => ...;
        public static object? Deserialize(string json, Type returnType, JsonSerializerContext context) => ...;
        public static object? Deserialize(ref Utf8JsonReader reader, Type returnType, JsonSerializerContext context) => ...;
        public static ValueTask<object?> DeserializeAsync(Stream utf8Json, Type returnType, JsonSerializerContext context, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
        public static ValueTask<TValue?> DeserializeAsync<TValue>(Stream utf8Json, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
        public static TValue? Deserialize<TValue>(ReadOnlySpan<byte> utf8Json, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo) => ...;
        public static TValue? Deserialize<TValue>(string json, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo) => ...;
        public static TValue? Deserialize<TValue>(ReadOnlySpan<char> json, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo) => ...;
        public static TValue? Deserialize<TValue>(ref Utf8JsonReader reader, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo) => ...;
        public static string Serialize(object? value, Type inputType, JsonSerializerContext context) => ...;
        public static void Serialize(Utf8JsonWriter writer, object? value, Type inputType, JsonSerializerContext context) { }
        public static Task SerializeAsync(Stream utf8Json, object? value, Type inputType, JsonSerializerContext context, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
        public static Task SerializeAsync<TValue>(Stream utf8Json, TValue value, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
        public static byte[] SerializeToUtf8Bytes(object? value, Type inputType, JsonSerializerContext context) => ...;
        public static byte[] SerializeToUtf8Bytes<TValue>(TValue value, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo) => ...;
        public static void Serialize<TValue>(Utf8JsonWriter writer, TValue value, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo) { }
        public static string Serialize<TValue>(TValue value, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo) => ...;
    }
}

using System.Text.Json.Serialization;

namespace Test
{
    [JsonSourceGenerationOptions(PropertyNamingPolicy = JsonKnownNamingPolicy.CamelCase)]
    [JsonSerializable(typeof(Person))]
    internal partial class MyJsonContext : JsonSerializerContext
    {
    }
}

string json = JsonSerializer.Serialize(person, MyJsonContext.Default.Person);
Person person = JsonSerializer.Deserialize(json, MyJsonContext.Default.Person);

services.AddControllers().AddJsonOptions(options => options.AddContext<MyJsonContext>());

[JsonSerializable(typeof(WeatherForecast[]))]
internal partial class MyJsonContext : JsonSerializerContext { }

@code {
    private WeatherForecast[] forecasts;

    private static JsonSerializerOptions Options = new(JsonSerializerDefaults.Web);
    private static MyJsonContext Context = new MyJsonContext(Options);

    protected override async Task OnInitializedAsync()
    {
        forecasts = await Http.GetFromJsonAsync("sample-data/weather.json", Context.WeatherForecastArray);
    }
}

namespace System.Net.Http.Json
{
    public static partial class HttpClientJsonExtensions
    {
        public static Task<object?> GetFromJsonAsync(this HttpClient client, string? requestUri, Type type, JsonSerializerContext context, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
        public static Task<object?> GetFromJsonAsync(this HttpClient client, System.Uri? requestUri, Type type, JsonSerializerContext context, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
        public static Task<TValue?> GetFromJsonAsync<TValue>(this HttpClient client, string? requestUri, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
        public static Task<TValue?> GetFromJsonAsync<TValue>(this HttpClient client, System.Uri? requestUri, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
        public static Task<HttpResponseMessage> PostAsJsonAsync<TValue>(this HttpClient client, string? requestUri, TValue value, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
        public static Task<HttpResponseMessage> PostAsJsonAsync<TValue>(this HttpClient client, System.Uri? requestUri, TValue value, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
        public static Task<HttpResponseMessage> PutAsJsonAsync<TValue>(this HttpClient client, string? requestUri, TValue value, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
        public static Task<HttpResponseMessage> PutAsJsonAsync<TValue>(this HttpClient client, System.Uri? requestUri, TValue value, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
    }
    public static partial class HttpContentJsonExtensions
    {
        public static Task<object?> ReadFromJsonAsync(this HttpContent content, Type type, JsonSerializerContext context, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
        public static Task<T?> ReadFromJsonAsync<T>(this HttpContent content, JsonTypeInfo<TValue> jsonTypeInfo, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken)) => ...;
    }
}

حالا اگر برنامه را اجرا کنیم، می‌بینید که با تازه سازی صفحه‌ی Home/Index ، همچنان Id، برابر با یک رشته‌ی یکسان است. حتی اگر تب دیگری را در مرورگر باز کنیم و دوباره به این صفحه برویم، می‌بینیم که Id برابر همان رشته‌ی قبلی است و دلیل این موضوع، ثبت سرویس Guid Service به صورت Singleton است.

Scoped ( محدود شده )

به ازای هر درخواست (در اینجا معمولا درخواست‌های Http مد نظر است) یک نمونه از این سرویس ساخته می‌شود و در طول حیات این درخواست، DI Container به هر کلاسی که به این سرویس نیاز دارد، همان یک نمونه را برگشت می‌دهد و این نمونه در کل طول اجرای این درخواست، بین تمامی سرویس گیرندگان، یکسان است. هر زمانی، درخواست به پایان برسد، نمونه‌ی ساخته شده از سرویس، Disposed می‌گردد و GC می‌تواند آن را از بین ببرد.

معمولا سرویس‌های اتصال به پایگاه داده‌ها و کار بر روی آنها که شامل خواندن، نوشتن، ویرایش، حذف می‌شوند را با طول حیات Scoped ، درون DI Container ثبت می‌کنند . EF Core به صورت پیش فرض ، Db Context را به صورت Scoped ثبت می‌کند.

سرویس‌های Scoped در محدوده‌ی درخواست، مانند  Singleton عمل می‌کنند و شیء ساخته شده و وضعیت آن در بین تمامی سرویس‌هایی  که به آن نیاز دارند، مشترک است. بنابراین باید به این نکته در هنگام تعریف سرویس به صورت Scoped ، توجه داشته باشید.

تمام Middleware ‌های ASP.NET Core هم فقط همان نمونه‌ی ایجاد شده از سرویس Scoped را در طی اجرای یک درخواست خاص، می‌گیرند.

هر سرویسی که به سرویس‌های Scoped نیاز دارد، یا باید به صورت Transient و یا باید به صورت Scoped ثبت شود، تا مانع از این شویم که شیء ساخته شده، فراتر از طول حیات موردنظرمان، در حافظه بماند و از آن استفاده شود .

برای ثبت یک سرویس به صورت Scoped می‌توانیم از متدهای توسعه‌ای با نام AddScoped() با سربارهای مختلف بر روی IServiceCollection استفاده کنیم. در اینجا از نسخه‌ای که دو پارامتر جنریک را می‌گیرد، برای ثبت یک سرویس به صورت Scoped استفاده می‌کنیم:

services.AddScoped<IMessageServiceB, MessageServiceBA>();

می توانیم سرویس GuidProvider را  به جای Signleton ، به صورت Scoped ثبت کنیم: 

services.AddScoped(services => new GuidProvider());

Transient (گذرا)

به ازای هر درخواست دهنده‌ی جدید، یک نمونه‌ی جدید از سرویس، توسط DI Container ساخته می‌شود و در اختیار آن قرار می‌گیرد.

سرویس‌هایی را به این صورت ثبت کنید که:

•   نیاز به Thread Safe بودن داشته باشند.
• نمی توانید طول عمر سرویس را حدس بزنید.

سرویس‌های Transient ، کارآیی پائین‌تری دارند و سربار عملکردی زیادی بر روی Garbage Collector می گذارند؛ ولی به علت اینکه به ازای هر واکشی، یک نمونه‌ی جدید از آن‌ها ساخته می‌شود و State بین این اشیاء به اشتراک گذاشته نمی‌شود، امنیت بیشتری دارند و درک و خطایابی آنها ساده‌تر است.

برای ثبت سرویس‌های Transient از متد توسعه‌ای AddTransient() استفاده می‌کنیم. سربارهای این متد مانند سربارهای متدهای AddSingleton() و AddScoped() است:

services.AddTransient<IMessageServiceC, MessageServiceCA>();

وابستگی‌های محصور شده

یک سرویس نباید وابسته‌ی به سرویسی باشد که طول حیاتی کمتر از طول حیات خودش را دارد.

برای مثال اگر درون سرویسی با طول حیات Singleton، از یک سرویس با طول حیات Transient استفاده کنیم، اینکار باعث می‌شود که یک نمونه از سرویس Transient در طول حیات برنامه، همیشه درون حافظه بماند و این ممکن است باعث خطاهای عجیبی در هنگام اجرا شود که معمولا خطایابی و رفع آن‌ها مشکل است.

اثرات جانبی وابستگی‌های محصور شده:

• به اشتراک گذاری تصادفی وضعیت یک شیء بین Thread ‌ها درون سرویس‌هایی که Thread Safe نیستند.
• اشیاء، بیش از زمان پیش بینی شده‌ی برایشان، درون حافظه باقی می‌مانند.

سرویس‌های Transient می‌توانند به سرویس‌هایی با طول حیات زیر وابستگی داشته باشند:

•   Transient
•   Scoped
•   Singleton

سرویس‌های Scoped می‌توانند به سرویس‌هایی با طول حیات زیر وابستگی داشته باشند:

• Transient
•   Scoped

سرویس‌های Singleton می‌توانند به سرویس هایی با طول حیات زیر وابستگی داشته باشند:

Singleton  

می‌توانید از جدول زیر به عنوان راهنمای خلاصه شده‌ی برای استفاده‌ی امن از سرویس‌ها درون یکدیگر بهره ببرید:

Scope Validation 

این قابلیت که به صورت پیش فرض در حالت توسعه‌ی برنامه‌های ASP.NET Core فعال است، در زمان شروع برنامه و در Startup ، بررسی می‌کند که سرویس‌ها، وابستگی به سرویس‌هایی با طول حیاتی مناسب، داشته باشند.

using MyConsole = System.Console;

MyConsole.WriteLine("Test console");

// Namespace alias
using SuperJSON = System.Text.Json;
var document = SuperJSON.JsonSerializer.Serialize("{}");

// Type alias
using SuperJSON = System.Text.Json.JsonSerializer;
var document = SuperJSON.Serialize("{}");

using UnityEngine;
using System;

Random rnd = new Random();

var rnd = new System.Random();

using Random = System.Random;

using Ints = int[];
using DatabaseInt = int?;
using OptionalFloat = float?;
using Grade= decimal;
using Point3D = (int, int, int);
using Person = (string name, int age, string country);
using unsafe P = char*;
using Matrix = int[][];

Matrix aMatrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]];

using MyConsole = System.Console;
using Person = (string name, int age, string country);

Person person = new("User 1", 33, "Iran");
Console.WriteLine(person);
PrintPerson(person);

MyConsole.WriteLine("Test console");

static void PrintPerson(Person person)
{
   MyConsole.WriteLine($"{person.name}, {person.age}, {person.country}");
}

(User 1, 33, Iran)
User 1, 33, Iran
Test console

using Companies = System.Collections.Generic.List<Company>;

Companies GetCompanies()
{
   // logic here
}

class Company
{
   public string Name;
   public int Id;
}

using EventHandlers = System.Collections.Generic.IEnumerable<System.Func<System.Threading.Tasks.Task>>;

using Country = (string Abbreviation, string Name);

Country GetCountry(string abbreviation)
{
   // Logic here
}

List<Country> GetCountries()
{
   // Logic here
}

using Ints = int[];
using DatabaseInt = int?;
using OptionalFloat = float?;

 public static IEnumerable<TResult> OfType<TResult>(this IEnumerable source)

Apple
Sugar

Milk
Water

 Unhandled Exception: System.InvalidCastException: Unable to cast object of type 'System.Int32' to type 'System.String'.

 IEnumerable<string> input = new List<string> { "Apple", "Sugar", "Flour" };
string[] array = input.ToArray();

 IEnumerable<string> input = new[] { "Apple", "Sugar", "Flour" };
List<string> list = input.ToList();

Key=1, Recipe=Apple Pie
Key=2, Recipe=Cherry Pie
Key=3, Recipe=Beef Pie

 Rating 5
 - Apple Pie
 - Banana Pie
Rating 2
 - Cherry Pie
Rating 3
 - Beef Pie

 Sugar

 Milk

 Unhandled Exception: System.InvalidOperationException: Sequence contains no elements

Ingredient[] ingredients = { };
Ingredient element = ingredients.First();

 Unhandled Exception: System.InvalidOperationException: Sequence contains no matching element

 Ingredient[] ingredients = { };
Ingredient element = ingredients.FirstOrDefault();
Console.WriteLine(element == null);

 True

 True

 Flour

Unhandled Exception: System.InvalidOperationException: Sequence contains more than one matching element
Unhandled Exception: System.InvalidOperationException: Sequence contains no matching element

 Sugar

 Butter

True

 Milk

 System.ArgumentOutOfRangeException: Index was out of range. Must be non-negative and less than the size of the collection.

 True

Sugar
Egg
Milk

 True