Scoped vs Transient vs Singleton — разница и ловушки?

#Наглядно

public class OperationId { public Guid Id { get; } = Guid.NewGuid(); }

builder.Services.AddSingleton<SingletonOp>();
builder.Services.AddScoped<ScopedOp>();
builder.Services.AddTransient<TransientOp>();

app.MapGet("/ids", (SingletonOp s1, SingletonOp s2, ScopedOp sc1, ScopedOp sc2, TransientOp t1, TransientOp t2) =>
    new { singleton = s1.Id == s2.Id, scoped = sc1.Id == sc2.Id, transient = t1.Id == t2.Id });

#Когда какое время жизни

#Ловушка 1: Captive dependency

builder.Services.AddSingleton<PriceCache>();       // синглтон
builder.Services.AddScoped<AppDbContext>();        // scoped

public class PriceCache(AppDbContext db)           // ← DbContext «пойман» синглтоном
{
    public decimal Get(int id) => db.Products.Find(id)!.Price;
}

Последствия:

• Один DbContext на все потоки → InvalidOperationException: A second operation was started on this context instance before a previous operation completed.
• Change Tracker растёт бесконечно → утечка памяти.
• Данные в кэше контекста устаревают — вы видите состояние на момент первой загрузки.
• Соединение с БД удерживается.

В Development ValidateScopes бросит исключение при старте: Cannot consume scoped service 'AppDbContext' from singleton 'PriceCache'. В Production эта проверка выключена по умолчанию — поэтому ошибки находят в Development или включают ValidateOnBuild везде.

#Решение

public class PriceCache(IServiceScopeFactory scopeFactory, IMemoryCache cache)
{
    public async Task<decimal> GetAsync(int id, CancellationToken ct)
    {
        return await cache.GetOrCreateAsync(id, async entry =>
        {
            entry.AbsoluteExpirationRelativeToNow = TimeSpan.FromMinutes(5);
            await using var scope = scopeFactory.CreateAsyncScope();     // короткий скоуп
            var db = scope.ServiceProvider.GetRequiredService<AppDbContext>();
            return await db.Products.Where(p => p.Id == id).Select(p => p.Price).FirstAsync(ct);
        });
    }
}

Или просто сделать PriceCache Scoped, если в нём нет общего состояния.

#Ловушка 2: Transient IDisposable

Контейнер запоминает каждый созданный им IDisposable transient-объект, чтобы вызвать Dispose в конце скоупа. Если резолвить такие объекты из корневого провайдера (например, внутри синглтона через IServiceProvider), они копятся до остановки приложения — утечка.

#Ловушка 3: Состояние в Singleton

public class ReportService   // Singleton
{
    private string? _currentUser;                    // общее для всех запросов!
    public void Generate(string user)
    {
        _currentUser = user;
        // ... другой поток перезаписал _currentUser ...
        Save(_currentUser);                          // отчёт уйдёт не тому пользователю
    }
}

Singleton должен быть stateless либо хранить только потокобезопасное общее состояние (кэш, счётчики через Interlocked).

#Ловушка 4: Scoped вне HTTP-запроса

В BackgroundService, IHostedService, обработчиках сообщений, Task.Run после завершения запроса нет HTTP-скоупа. Создавайте свой: using var scope = scopeFactory.CreateScope(); — на каждую единицу работы (сообщение, итерацию).

#Правило совместимости

#Вопросы на засыпку

#Итог

Singleton — один на приложение и обязательно потокобезопасный; Scoped — один на запрос; Transient — каждый раз новый. Никогда не внедряйте короткоживущие сервисы в долгоживущие напрямую: используйте IServiceScopeFactory и держите проверку скоупов включённой.