Питання для самоконтролю — Розділ 21. Generic Host та Dependency Injection

21.1. Generic Host

1. Назвіть три ролі Generic Host в .NET-застосунку. Які проблеми він вирішує порівняно зі стандартним підходом "все в Main()"? Що відбувається без хоста при спробі реалізувати DI, конфігурацію та логування вручну?

2. Розгляньте код:

   var host = Host.CreateDefaultBuilder(args)
       .ConfigureServices(services =>
       {
           services.AddSingleton<IPatientService, PatientService>();
           services.AddHostedService<SchedulerWorker>();
       })
       .Build();
   await host.RunAsync();

   Що автоматично налаштовує Host.CreateDefaultBuilder? Що робить Build()? Чому RunAsync() блокує до отримання Ctrl+C?

3. Що таке IHostedService? Назвіть два методи інтерфейсу та поясніть їх параметр CancellationToken. Як він відрізняється від BackgroundService? У яких випадках краще реалізовувати IHostedService напряму?

4. Опишіть порядок запуску та зупинки хоста: коли викликаються StartAsync кожного IHostedService? У якому порядку викликаються StopAsync? Що відбувається з Singleton-ами, що реалізують IDisposable?

5. Реалізуйте BackgroundService-клас HeartbeatWorker, що кожні 30 секунд записує в лог рядок "alive" і коректно завершується при зупинці хоста (обробляє CancellationToken у циклі).

6. Порівняйте Generic Host і WebApplication (мінімальний ASP.NET Core). Що спільного і чим вони відрізняються? Коли варто використовувати Generic Host без ASP.NET Core?

7. Що таке fluent API в контексті IHostBuilder? Поясніть методи ConfigureServices, ConfigureAppConfiguration, ConfigureLogging. Чи можна викликати ConfigureServices двічі в ланцюжку і що відбудеться?

21.2. IServiceCollection

1. Що таке ServiceDescriptor? Назвіть три поля, що він містить. Які три форми реєстрації сервісів існують в IServiceCollection? Наведіть приклад кожної.

2. Розгляньте код:

   services.AddSingleton<ILogger, FileLogger>();
   services.AddSingleton<ILogger, ConsoleLogger>();
   
   var logger = provider.GetService<ILogger>();
   var allLoggers = provider.GetServices<ILogger>();

   Що поверне GetService<ILogger>()? Що поверне GetServices<ILogger>()? Яким чином використати allLoggers для відправки логу всім реалізаціям одночасно?

3. Поясніть різницю між AddSingleton, TryAddSingleton та AddSingleton з перевіркою. Коли TryAddSingleton захищає від подвійної реєстрації? Наведіть сценарій, де це важливо.

4. Що відбувається після виклику BuildServiceProvider()? Чи можна реєструвати нові сервіси після Build? Що таке "фіксація колекції" (locking)?

5. Що таке ValidateOnBuild? Яку помилку він виловлює ще на старті? Напишіть приклад неправильної реєстрації (де залежність не зареєстрована), що ValidateOnBuild знайде при запуску.

6. Що таке антипаттерн Service Locator? Порівняйте з Constructor DI за критеріями: явність залежностей, тестованість, відстеження залежностей. Наведіть приклад коду обома способами та поясніть, чому один кращий.

7. Коли IServiceProvider у коді є прийнятним (не антипаттерном)? Назвіть 3 легітимних сценарії і поясніть кожен.

21.3. Service Lifetimes

1. Порівняйте три lifetime-и: Singleton, Scoped, Transient. Заповніть таблицю: скільки екземплярів на процес/scope/resolve, чи потрібна thread-safety, типовий use case.

2. Розгляньте код:

   services.AddSingleton<MySingletonService>();
   services.AddScoped<MyDbContext>();
   services.AddTransient<MyHelperService>();

   MySingletonService у конструкторі приймає MyDbContext. Що станеться? Яка ця проблема називається і чому вона небезпечна?

3. Поясніть "captive dependency" (захоплена залежність) детально: чому Singleton, що тримає Scoped, є помилкою? Що конкретно відбувається зі Scoped-сервісом у цьому випадку (чи він знищується, чи живе нескінченно)?

4. Що таке IServiceScopeFactory? Напишіть реалізацію Singleton-сервісу ReportGeneratorService, що використовує IServiceScopeFactory для правильного доступу до Scoped-залежності IReportRepository всередині методу GenerateReport().

5. Правило "lifetime залежності не може бути коротшим за lifetime споживача" — поясніть усі заборонені комбінації (Singleton→Scoped, Singleton→Transient, Scoped→Transient). Які з них дозволені і чому?

6. Розгляньте сценарій:

   services.AddTransient<IEmailSender, SmtpEmailSender>();

   SmtpEmailSender реалізує IDisposable і відкриває TCP-з'єднання. Яка проблема виникне, якщо IEmailSender резолвиться з кореневого IServiceProvider (не зі scope)? Як це виправити?

7. Для кожного lifetime наведіть конкретний приклад класу в медичній системі (клінічна ІС), де він є природним вибором: Singleton → ?, Scoped → ?, Transient → ?. Обґрунтуйте кожен вибір.

8. Напишіть клас InstanceCounter з полем public int Id { get; }, що у конструкторі отримує унікальний ID через Interlocked.Increment. Зареєструйте його як Singleton, Scoped і Transient в одному тестовому застосунку та продемонструйте різницю в ID між трьома resolve-ами.

21.4. Options Pattern

1. Що таке проблема "магічних рядків" при роботі з IConfiguration? Чому configuration["Database:ConnectionString"] є поганою практикою? Як Options Pattern вирішує цю проблему?

2. Поясніть три кроки впровадження Options Pattern: POCO клас, реєстрація в DI, отримання через конструктор. Напишіть повний приклад для DatabaseOptions з полями ConnectionString, CommandTimeout, MaxRetries.

3. Порівняйте IOptions<T>, IOptionsSnapshot<T> і IOptionsMonitor<T> за: lifetime, коли перечитує config, підтримка hot reload, використання в Singleton/Scoped. Коли кожен з них є правильним вибором?

4. Розгляньте код:

   public class SmtpService
   {
       private readonly SmtpOptions _opts;
       public SmtpService(IOptions<SmtpOptions> options)
       {
           _opts = options.Value;
       }
   }

   Якщо SmtpService зареєстрований як Singleton і config змінюється під час роботи — чи побачить SmtpService нові значення? Що треба змінити, щоб побачив?

5. Що таке Named Options? Напишіть приклад реєстрації двох різних конфігурацій SmtpOptions ("primary" і "backup") та отримання потрібної через IOptionsMonitor<SmtpOptions>.Get("primary").

6. Як валідувати Options за допомогою Data Annotations? Напишіть клас AppointmentOptions з атрибутами [Required], [Range] і покажіть, як підключити ValidateDataAnnotations() та ValidateOnStart() так, щоб помилки конфігурації виявлялися на старті.

7. Поясніть пріоритет джерел конфігурації (від нижчого до вищого): appsettings.json, appsettings.{Environment}.json, User Secrets, змінні середовища, аргументи командного рядка. Навіщо саме такий порядок? Наведіть реальний сценарій, де кожен рівень корисний.

8. Дизайн задача: потрібно реалізувати перемикання між production і staging режимами без перекомпіляції коду, де staging конфігурація перекриває тільки окремі поля. Опишіть рекомендовану стратегію з файлами appsettings.json і appsettings.Staging.json, змінними середовища та чому Options Pattern тут кращий за IConfiguration напряму.