Spring框架系列(7) - Spring IOC实现原理详解之IOC初始化流程

作者：@pdai
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内容目录

引入
如何将Bean从XML配置中解析后放到IoC容器中的？
总结
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上文，我们看了IOC设计要点和设计结构；紧接着这篇，我们可以看下源码的实现了：Spring如何实现将资源配置（以xml配置为例）通过加载，解析，生成BeanDefination并注册到IoC容器中的。@pdai

Spring框架系列(7) - Spring IOC实现原理详解之IOC初始化流程

引入

上文，我们看了IOC设计要点和设计结构；紧接着这篇，我们可以看下源码的实现了：Spring如何实现将资源配置（以xml配置为例）通过加载，解析，生成BeanDefination并注册到IoC容器中的（就是我们圈出来的部分）

如何将Bean从XML配置中解析后放到IoC容器中的？

本文的目标就是分析Spring如何实现将资源配置（以xml配置为例）通过加载，解析，生成BeanDefination并注册到IoC容器中的。

初始化的入口

对于xml配置的Spring应用，在main()方法中实例化ClasspathXmlApplicationContext即可创建一个IoC容器。我们可以从这个构造方法开始，探究一下IoC容器的初始化过程。

 // create and configure beans
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("aspects.xml", "daos.xml", "services.xml");

public ClassPathXmlApplicationContext(String... configLocations) throws BeansException {
    this(configLocations, true, (ApplicationContext)null);
}

public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent) throws BeansException {
    // 设置Bean资源加载器
    super(parent);

    // 设置配置路径
    this.setConfigLocations(configLocations);

    // 初始化容器
    if (refresh) {
        this.refresh();
    }
}

设置资源解析器和环境

调用父类容器AbstractApplicationContext的构造方法(super(parent)方法)为容器设置好Bean资源加载器

public AbstractApplicationContext(@Nullable ApplicationContext parent) {
    // 默认构造函数初始化容器id, name, 状态 以及 资源解析器
    this();

    // 将父容器的Environment合并到当前容器
    this.setParent(parent);
}

通过AbstractApplicationContext默认构造函数初始化容器id, name, 状态以及资源解析器

public AbstractApplicationContext() {
    this.logger = LogFactory.getLog(this.getClass());
    this.id = ObjectUtils.identityToString(this);
    this.displayName = ObjectUtils.identityToString(this);
    this.beanFactoryPostProcessors = new ArrayList();
    this.active = new AtomicBoolean();
    this.closed = new AtomicBoolean();
    this.startupShutdownMonitor = new Object();
    this.applicationStartup = ApplicationStartup.DEFAULT;
    this.applicationListeners = new LinkedHashSet();
    this.resourcePatternResolver = this.getResourcePatternResolver();
}
// Spring资源加载器
protected ResourcePatternResolver getResourcePatternResolver() {
    return new PathMatchingResourcePatternResolver(this);
}

通过AbstractApplicationContext的setParent(parent)方法将父容器的Environment合并到当前容器

public void setParent(@Nullable ApplicationContext parent) {
    this.parent = parent;
    if (parent != null) {
        Environment parentEnvironment = parent.getEnvironment();
        if (parentEnvironment instanceof ConfigurableEnvironment) {
            this.getEnvironment().merge((ConfigurableEnvironment)parentEnvironment);
        }
    }
}

设置配置路径

在设置容器的资源加载器之后，接下来FileSystemXmlApplicationContet执行setConfigLocations方法通过调用其父类AbstractRefreshableConfigApplicationContext的方法进行对Bean定义资源文件的定位

public void setConfigLocations(@Nullable String... locations) {
    if (locations != null) {
        Assert.noNullElements(locations, "Config locations must not be null");
        this.configLocations = new String[locations.length];

        for(int i = 0; i < locations.length; ++i) {
            // 解析配置路径
            this.configLocations[i] = this.resolvePath(locations[i]).trim();
        }
    } else {
        this.configLocations = null;
    }
}
protected String resolvePath(String path) {
    // 从上一步Environment中解析
    return this.getEnvironment().resolveRequiredPlaceholders(path);
}

初始化的主体流程

Spring IoC容器对Bean定义资源的载入是从refresh()函数开始的，refresh()是一个模板方法，refresh()方法的作用是：在创建IoC容器前，如果已经有容器存在，则需要把已有的容器销毁和关闭，以保证在refresh之后使用的是新建立起来的IoC容器。refresh的作用类似于对IoC容器的重启，在新建立好的容器中对容器进行初始化，对Bean定义资源进行载入。

@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        StartupStep contextRefresh = this.applicationStartup.start("spring.context.refresh");

        // Prepare this context for refreshing.
        prepareRefresh();

        // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

        // Prepare the bean factory for use in this context.
        prepareBeanFactory(beanFactory);

        try {
            // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
            postProcessBeanFactory(beanFactory);

            StartupStep beanPostProcess = this.applicationStartup.start("spring.context.beans.post-process");
            // Invoke factory processors registered as beans in the context.
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

            // Register bean processors that intercept bean creation.
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);
            beanPostProcess.end();

            // Initialize message source for this context.
            initMessageSource();

            // Initialize event multicaster for this context.
            initApplicationEventMulticaster();

            // Initialize other special beans in specific context subclasses.
            onRefresh();

            // Check for listener beans and register them.
            registerListeners();

            // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

            // Last step: publish corresponding event.
            finishRefresh();
        }

        catch (BeansException ex) {
            if (logger.isWarnEnabled()) {
                logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
                        "cancelling refresh attempt: " + ex);
            }

            // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
            destroyBeans();

            // Reset 'active' flag.
            cancelRefresh(ex);

            // Propagate exception to caller.
            throw ex;
        }

        finally {
            // Reset common introspection caches in Spring's core, since we
            // might not ever need metadata for singleton beans anymore...
            resetCommonCaches();
            contextRefresh.end();
        }
    }
}
折叠

这里的设计上是一个非常典型的资源类加载处理型的思路，头脑中需要形成如下图的顶层思路（而不是只停留在流水式的方法上面）：

模板方法设计模式，模板方法中使用典型的钩子方法
将具体的初始化加载方法插入到钩子方法之间
将初始化的阶段封装，用来记录当前初始化到什么阶段；常见的设计是xxxPhase/xxxStage；
资源加载初始化有失败等处理，必然是try/catch/finally...

初始化BeanFactory之obtainFreshBeanFactory

AbstractApplicationContext的obtainFreshBeanFactory()方法调用子类容器的refreshBeanFactory()方法，启动容器载入Bean定义资源文件的过程，代码如下：

protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
    // 这里使用了委派设计模式，父类定义了抽象的refreshBeanFactory()方法，具体实现调用子类容器的refreshBeanFactory()方法
    refreshBeanFactory();
    return getBeanFactory();
}

AbstractApplicationContext类中只抽象定义了refreshBeanFactory()方法，容器真正调用的是其子类AbstractRefreshableApplicationContext实现的refreshBeanFactory()方法;
在创建IoC容器前，如果已经有容器存在，则需要把已有的容器销毁和关闭，以保证在refresh之后使用的是新建立起来的IoC容器。方法的源码如下：

protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
    // 如果已经有容器存在，则需要把已有的容器销毁和关闭，以保证在refresh之后使用的是新建立起来的IoC容器
    if (hasBeanFactory()) {
        destroyBeans();
        closeBeanFactory();
    }
    try {
        // 创建DefaultListableBeanFactory，并调用loadBeanDefinitions(beanFactory)装载bean定义
        DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
        beanFactory.setSerializationId(getId());
        customizeBeanFactory(beanFactory); // 对IoC容器进行定制化，如设置启动参数，开启注解的自动装配等 
        loadBeanDefinitions(beanFactory); // 调用载入Bean定义的方法，主要这里又使用了一个委派模式，在当前类中只定义了抽象的loadBeanDefinitions方法，具体的实现调用子类容器  
        this.beanFactory = beanFactory;
    }
    catch (IOException ex) {
        throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
    }
}

初始化BeanFactory之loadBeanDefinitions

AbstractRefreshableApplicationContext中只定义了抽象的loadBeanDefinitions方法，容器真正调用的是其子类AbstractXmlApplicationContext对该方法的实现，AbstractXmlApplicationContext的主要源码如下：

protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {
    // 创建XmlBeanDefinitionReader，即创建Bean读取器，并通过回调设置到容器中去，容器使用该读取器读取Bean定义资源  
    XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);

    // 配置上下文的环境，资源加载器、解析器
    beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment());
    beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
    beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this)); // 为Bean读取器设置SAX xml解析器

    // 允许子类自行初始化（比如校验机制），并提供真正的加载方法
    initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader); // 当Bean读取器读取Bean定义的Xml资源文件时，启用Xml的校验机制  
    loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
}

protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException {
    // 加载XML配置方式里的Bean定义的资源
    Resource[] configResources = getConfigResources();
    if (configResources != null) {
        reader.loadBeanDefinitions(configResources);
    }
    // 加载构造函数里配置的Bean配置文件，即{"aspects.xml", "daos.xml", "services.xml"}
    String[] configLocations = getConfigLocations();
    if (configLocations != null) {
        reader.loadBeanDefinitions(configLocations);
    }
}

Xml Bean读取器(XmlBeanDefinitionReader)调用其父类AbstractBeanDefinitionReader的 reader.loadBeanDefinitions方法读取Bean定义资源。

由于我们使用ClassPathXmlApplicationContext作为例子分析，因此getConfigResources的返回值为null，因此程序执行reader.loadBeanDefinitions(configLocations)分支。

AbstractBeanDefinitionReader读取Bean定义资源

AbstractBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions方法源码如下：

@Override
public int loadBeanDefinitions(String location) throws BeanDefinitionStoreException {
    return loadBeanDefinitions(location, null);
}

public int loadBeanDefinitions(String location, @Nullable Set<Resource> actualResources) throws BeanDefinitionStoreException {
    ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader();
    if (resourceLoader == null) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(
                "Cannot load bean definitions from location [" + location + "]: no ResourceLoader available");
    }

    // 模式匹配类型的解析器，这种方式是加载多个满足匹配条件的资源
    if (resourceLoader instanceof ResourcePatternResolver) {
        try {
            // 获取到要加载的资源
            Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location);
            int count = loadBeanDefinitions(resources); // 委派调用其子类XmlBeanDefinitionReader的方法，实现加载功能  
            if (actualResources != null) {
                Collections.addAll(actualResources, resources);
            }
            if (logger.isTraceEnabled()) {
                logger.trace("Loaded " + count + " bean definitions from location pattern [" + location + "]");
            }
            return count;
        }
        catch (IOException ex) {
            throw new BeanDefinitionStoreException(
                    "Could not resolve bean definition resource pattern [" + location + "]", ex);
        }
    }
    else {
        // 只能通过绝对路径URL加载单个资源.
        Resource resource = resourceLoader.getResource(location);
        int count = loadBeanDefinitions(resource);
        if (actualResources != null) {
            actualResources.add(resource);
        }
        if (logger.isTraceEnabled()) {
            logger.trace("Loaded " + count + " bean definitions from location [" + location + "]");
        }
        return count;
    }
}

折叠

从对AbstractBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions方法源码分析可以看出该方法做了以下两件事：

首先，调用资源加载器的获取资源方法resourceLoader.getResource(location)，获取到要加载的资源。
其次，真正执行加载功能是其子类XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions方法。

XmlBeanDefinitionReader加载Bean定义资源

继续看子类XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions(Resource …)方法看到代表bean文件的资源定义以后的载入过程。

/**
    * 本质上是加载XML配置的Bean。
    * @param inputSource the SAX InputSource to read from
    * @param resource the resource descriptor for the XML file
    */
protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
        throws BeanDefinitionStoreException {

    try {
        Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource); // 将Bean定义资源转换成Document对象
        int count = registerBeanDefinitions(doc, resource);
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Loaded " + count + " bean definitions from " + resource);
        }
        return count;
    }
    catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
        throw ex;
    }
    catch (SAXParseException ex) {
        throw new XmlBeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
                "Line " + ex.getLineNumber() + " in XML document from " + resource + " is invalid", ex);
    }
    catch (SAXException ex) {
        throw new XmlBeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
                "XML document from " + resource + " is invalid", ex);
    }
    catch (ParserConfigurationException ex) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
                "Parser configuration exception parsing XML from " + resource, ex);
    }
    catch (IOException ex) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
                "IOException parsing XML document from " + resource, ex);
    }
    catch (Throwable ex) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
                "Unexpected exception parsing XML document from " + resource, ex);
    }
}

// 使用配置的DocumentLoader加载XML定义文件为Document.
protected Document doLoadDocument(InputSource inputSource, Resource resource) throws Exception {
    return this.documentLoader.loadDocument(inputSource, getEntityResolver(), this.errorHandler,
            getValidationModeForResource(resource), isNamespaceAware());
}
折叠

通过源码分析，载入Bean定义资源文件的最后一步是将Bean定义资源转换为Document对象，该过程由documentLoader实现

DocumentLoader将Bean定义资源转换为Document对象

DocumentLoader将Bean定义资源转换成Document对象的源码如下：

// 使用标准的JAXP将载入的Bean定义资源转换成document对象
@Override
public Document loadDocument(InputSource inputSource, EntityResolver entityResolver,
        ErrorHandler errorHandler, int validationMode, boolean namespaceAware) throws Exception {

    // 创建文件解析器工厂
    DocumentBuilderFactory factory = createDocumentBuilderFactory(validationMode, namespaceAware);
    if (logger.isTraceEnabled()) {
        logger.trace("Using JAXP provider [" + factory.getClass().getName() + "]");
    }
    // 创建文档解析器
    DocumentBuilder builder = createDocumentBuilder(factory, entityResolver, errorHandler);
    return builder.parse(inputSource); // 解析
}

protected DocumentBuilderFactory createDocumentBuilderFactory(int validationMode, boolean namespaceAware)
        throws ParserConfigurationException {

    DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
    factory.setNamespaceAware(namespaceAware);

    // 设置解析XML的校验
    if (validationMode != XmlValidationModeDetector.VALIDATION_NONE) {
        factory.setValidating(true);
        if (validationMode == XmlValidationModeDetector.VALIDATION_XSD) {
            // Enforce namespace aware for XSD...
            factory.setNamespaceAware(true);
            try {
                factory.setAttribute(SCHEMA_LANGUAGE_ATTRIBUTE, XSD_SCHEMA_LANGUAGE);
            }
            catch (IllegalArgumentException ex) {
                ParserConfigurationException pcex = new ParserConfigurationException(
                        "Unable to validate using XSD: Your JAXP provider [" + factory +
                        "] does not support XML Schema. Are you running on Java 1.4 with Apache Crimson? " +
                        "Upgrade to Apache Xerces (or Java 1.5) for full XSD support.");
                pcex.initCause(ex);
                throw pcex;
            }
        }
    }

    return factory;
}
折叠

该解析过程调用JavaEE标准的JAXP标准进行处理。

至此Spring IoC容器根据定位的Bean定义资源文件，将其加载读入并转换成为Document对象过程完成。

接下来我们要继续分析Spring IoC容器将载入的Bean定义资源文件转换为Document对象之后，是如何将其解析为Spring IoC管理的Bean对象并将其注册到容器中的。

XmlBeanDefinitionReader解析载入的Bean定义资源文件

XmlBeanDefinitionReader类中的doLoadBeanDefinitions方法是从特定XML文件中实际载入Bean定义资源的方法，该方法在载入Bean定义资源之后将其转换为Document对象，接下来调用registerBeanDefinitions启动Spring IoC容器对Bean定义的解析过程，registerBeanDefinitions方法源码如下：

// 按照Spring的Bean语义要求将Bean定义资源解析并转换为容器内部数据结构 
public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {
    BeanDefinitionDocumentReader documentReader = createBeanDefinitionDocumentReader();
    int countBefore = getRegistry().getBeanDefinitionCount();
    // 解析过程入口，这里使用了委派模式，具体的解析实现过程有实现类DefaultBeanDefinitionDocumentReader完成  
    documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource));
    return getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore;  // 返回此次解析了多少个对象
}

// 创建BeanDefinitionDocumentReader对象，解析Document对象  
protected BeanDefinitionDocumentReader createBeanDefinitionDocumentReader() {
    return BeanUtils.instantiateClass(this.documentReaderClass);
}

/**
    * Create the {@link XmlReaderContext} to pass over to the document reader.
    */
public XmlReaderContext createReaderContext(Resource resource) {
    return new XmlReaderContext(resource, this.problemReporter, this.eventListener,
            this.sourceExtractor, this, getNamespaceHandlerResolver());
}

Bean定义资源的载入解析分为以下两个过程：

首先，通过调用XML解析器将Bean定义资源文件转换得到Document对象，但是这些Document对象并没有按照Spring的Bean规则进行解析。这一步是载入的过程
其次，在完成通用的XML解析之后，按照Spring的Bean规则对Document对象进行解析。

按照Spring的Bean规则对Document对象解析的过程是在接口BeanDefinitionDocumentReader的实现类DefaultBeanDefinitionDocumentReader中实现的。

DefaultBeanDefinitionDocumentReader对Bean定义的Document对象解析

BeanDefinitionDocumentReader接口通过registerBeanDefinitions方法调用其实现类DefaultBeanDefinitionDocumentReader对Document对象进行解析，解析的代码如下：

@Override
public void registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) {
    this.readerContext = readerContext;
    doRegisterBeanDefinitions(doc.getDocumentElement());
}

// 注册<beans/>配置的Beans
@SuppressWarnings("deprecation")  // for Environment.acceptsProfiles(String...)
protected void doRegisterBeanDefinitions(Element root) {
    // Any nested <beans> elements will cause recursion in this method. In
    // order to propagate and preserve <beans> default-* attributes correctly,
    // keep track of the current (parent) delegate, which may be null. Create
    // the new (child) delegate with a reference to the parent for fallback purposes,
    // then ultimately reset this.delegate back to its original (parent) reference.
    // this behavior emulates a stack of delegates without actually necessitating one.
    BeanDefinitionParserDelegate parent = this.delegate;
    this.delegate = createDelegate(getReaderContext(), root, parent);

    if (this.delegate.isDefaultNamespace(root)) {
        String profileSpec = root.getAttribute(PROFILE_ATTRIBUTE);
        if (StringUtils.hasText(profileSpec)) {
            String[] specifiedProfiles = StringUtils.tokenizeToStringArray(
                    profileSpec, BeanDefinitionParserDelegate.MULTI_VALUE_ATTRIBUTE_DELIMITERS);
            // We cannot use Profiles.of(...) since profile expressions are not supported
            // in XML config. See SPR-12458 for details.
            if (!getReaderContext().getEnvironment().acceptsProfiles(specifiedProfiles)) {
                if (logger.isDebugEnabled()) {
                    logger.debug("Skipped XML bean definition file due to specified profiles [" + profileSpec +
                            "] not matching: " + getReaderContext().getResource());
                }
                return;
            }
        }
    }

    preProcessXml(root);
    parseBeanDefinitions(root, this.delegate); // 从Document的根元素开始进行Bean定义的Document对象  
    postProcessXml(root);

    this.delegate = parent;
}
折叠

BeanDefinitionParserDelegate解析Bean定义资源文件生成BeanDefinition

/**
    * Parse the elements at the root level in the document:
    * "import", "alias", "bean".
    * @param root the DOM root element of the document
    */
protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
    if (delegate.isDefaultNamespace(root)) {
        NodeList nl = root.getChildNodes();
        for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
            Node node = nl.item(i);
            if (node instanceof Element) {
                Element ele = (Element) node;
                if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
                    parseDefaultElement(ele, delegate);
                }
                else {
                    delegate.parseCustomElement(ele);
                }
            }
        }
    }
    else {
        delegate.parseCustomElement(root);
    }
}

private void parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
      
    // 如果元素节点是<Import>导入元素，进行导入解析
    if (delegate.nodeNameEquals(ele, IMPORT_ELEMENT)) {
        importBeanDefinitionResource(ele);
    }
    // 如果元素节点是<Alias>别名元素，进行别名解析 
    else if (delegate.nodeNameEquals(ele, ALIAS_ELEMENT)) {
        processAliasRegistration(ele);
    }
    // 如果元素节点<Bean>元素, 按照Spring的Bean规则解析元素  
    else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) {
        processBeanDefinition(ele, delegate);
    }
    // 如果元素节点<Beans>元素，即它是嵌套类型的
    else if (delegate.nodeNameEquals(ele, NESTED_BEANS_ELEMENT)) {
        // 递归解析
        doRegisterBeanDefinitions(ele);
    }
}
折叠

解析Bean生成BeanDefinitionHolder的方法

/**
    * Process the given bean element, parsing the bean definition
    * and registering it with the registry.
    */
protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
    BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele);
    if (bdHolder != null) {
        bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder);
        try {
            // 注册最终的装饰实例
            BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(bdHolder, getReaderContext().getRegistry());
        }
        catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
            getReaderContext().error("Failed to register bean definition with name '" +
                    bdHolder.getBeanName() + "'", ele, ex);
        }
        // Send registration event.
        getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder));
    }
}

（这里就不展开了，无非就是解析XML各种元素，来生成BeanDefinition）

解析过后的BeanDefinition在IoC容器中的注册

Document对象的解析后得到封装BeanDefinition的BeanDefinitionHold对象，然后调用BeanDefinitionReaderUtils的registerBeanDefinition方法向IoC容器注册解析的Bean，BeanDefinitionReaderUtils的注册的源码如下：

// 通过BeanDefinitionRegistry将BeanDefinitionHolder注册到BeanFactory
public static void registerBeanDefinition(
        BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry)
        throws BeanDefinitionStoreException {

    // Register bean definition under primary name.
    String beanName = definitionHolder.getBeanName();
    registry.registerBeanDefinition(beanName, definitionHolder.getBeanDefinition());

    // Register aliases for bean name, if any.
    String[] aliases = definitionHolder.getAliases();
    if (aliases != null) {
        for (String alias : aliases) {
            registry.registerAlias(beanName, alias);
        }
    }
}

当调用BeanDefinitionReaderUtils向IoC容器注册解析的BeanDefinition时，真正完成注册功能的是DefaultListableBeanFactory。

DefaultListableBeanFactory向IoC容器注册解析后的BeanDefinition

IOC容器本质上就是一个beanDefinitionMap，注册即将BeanDefinition put到map中

/** Map of bean definition objects, keyed by bean name. */
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);

/** Map from bean name to merged BeanDefinitionHolder. */
private final Map<String, BeanDefinitionHolder> mergedBeanDefinitionHolders = new ConcurrentHashMap<>(256);


@Override
public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
        throws BeanDefinitionStoreException {

    Assert.hasText(beanName, "Bean name must not be empty");
    Assert.notNull(beanDefinition, "BeanDefinition must not be null");

    if (beanDefinition instanceof AbstractBeanDefinition) {
        try {
            ((AbstractBeanDefinition) beanDefinition).validate();
        }
        catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
            throw new BeanDefinitionStoreException(beanDefinition.getResourceDescription(), beanName,
                    "Validation of bean definition failed", ex);
        }
    }

    BeanDefinition existingDefinition = this.beanDefinitionMap.get(beanName);
    // 如果已经注册
    if (existingDefinition != null) {
        // 检查是否可以覆盖
        if (!isAllowBeanDefinitionOverriding()) {
            throw new BeanDefinitionOverrideException(beanName, beanDefinition, existingDefinition);
        }
        else if (existingDefinition.getRole() < beanDefinition.getRole()) {
            // e.g. was ROLE_APPLICATION, now overriding with ROLE_SUPPORT or ROLE_INFRASTRUCTURE
            if (logger.isInfoEnabled()) {
                logger.info("Overriding user-defined bean definition for bean '" + beanName +
                        "' with a framework-generated bean definition: replacing [" +
                        existingDefinition + "] with [" + beanDefinition + "]");
            }
        }
        else if (!beanDefinition.equals(existingDefinition)) {
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("Overriding bean definition for bean '" + beanName +
                        "' with a different definition: replacing [" + existingDefinition +
                        "] with [" + beanDefinition + "]");
            }
        }
        else {
            if (logger.isTraceEnabled()) {
                logger.trace("Overriding bean definition for bean '" + beanName +
                        "' with an equivalent definition: replacing [" + existingDefinition +
                        "] with [" + beanDefinition + "]");
            }
        }
        // 覆盖
        this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
    }
    else {
        if (hasBeanCreationStarted()) {
            // Cannot modify startup-time collection elements anymore (for stable iteration)
            synchronized (this.beanDefinitionMap) {
                this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
                List<String> updatedDefinitions = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames.size() + 1);
                updatedDefinitions.addAll(this.beanDefinitionNames);
                updatedDefinitions.add(beanName);
                this.beanDefinitionNames = updatedDefinitions;
                removeManualSingletonName(beanName);
            }
        }
        else {
            // Still in startup registration phase
            this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
            this.beanDefinitionNames.add(beanName);
            removeManualSingletonName(beanName);
        }
        //重置所有已经注册过的BeanDefinition的缓存  
        this.frozenBeanDefinitionNames = null;
    }

    if (existingDefinition != null || containsSingleton(beanName)) {
        resetBeanDefinition(beanName);
    }
    else if (isConfigurationFrozen()) {
        clearByTypeCache();
    }
}
折叠

至此，Bean定义资源文件中配置的Bean被解析过后，已经注册到IoC容器中，被容器管理起来，真正完成了IoC容器初始化所做的全部工作。现在IoC容器中已经建立了整个Bean的配置信息，这些BeanDefinition信息已经可以使用，并且可以被检索，IoC容器的作用就是对这些注册的Bean定义信息进行处理和维护。这些的注册的Bean定义信息是IoC容器控制反转的基础，正是有了这些注册的数据，容器才可以进行依赖注入。

总结

现在通过上面的代码，总结一下IOC容器初始化的基本步骤：

初始化的入口在容器实现中的 refresh()调用来完成
对 bean 定义载入 IOC 容器使用的方法是 loadBeanDefinition,其中的大致过程如下：
- 通过 ResourceLoader 来完成资源文件位置的定位，DefaultResourceLoader 是默认的实现，同时上下文本身就给出了 ResourceLoader 的实现，可以从类路径，文件系统, URL 等方式来定为资源位置。如果是 XmlBeanFactory作为 IOC 容器，那么需要为它指定 bean 定义的资源，也就是说 bean 定义文件时通过抽象成 Resource 来被 IOC 容器处理的
- 通过 BeanDefinitionReader来完成定义信息的解析和 Bean 信息的注册, 往往使用的是XmlBeanDefinitionReader 来解析 bean 的 xml 定义文件 - 实际的处理过程是委托给 BeanDefinitionParserDelegate 来完成的，从而得到 bean 的定义信息，这些信息在 Spring 中使用 BeanDefinition 对象来表示 - 这个名字可以让我们想到loadBeanDefinition,RegisterBeanDefinition 这些相关的方法 - 他们都是为处理 BeanDefinitin 服务的
- 容器解析得到 BeanDefinition 以后，需要把它在 IOC 容器中注册，这由 IOC 实现 BeanDefinitionRegistry 接口来实现。注册过程就是在 IOC 容器内部维护的一个HashMap 来保存得到的 BeanDefinition 的过程。这个 HashMap 是 IoC 容器持有 bean 信息的场所，以后对 bean 的操作都是围绕这个HashMap 来实现的.
然后我们就可以通过 BeanFactory 和 ApplicationContext 来享受到 Spring IOC 的服务了,在使用 IOC 容器的时候，我们注意到除了少量粘合代码，绝大多数以正确 IoC 风格编写的应用程序代码完全不用关心如何到达工厂，因为容器将把这些对象与容器管理的其他对象钩在一起。基本的策略是把工厂放到已知的地方，最好是放在对预期使用的上下文有意义的地方，以及代码将实际需要访问工厂的地方。 Spring 本身提供了对声明式载入 web 应用程序用法的应用程序上下文,并将其存储在ServletContext 中的框架实现。