為什麼我們可以在Startup這個 “孤零零的” 類中配置依賴註入和管道？它是什麼時候被實例化並且調用的？參數中的IServiceCollection services是怎麼來的? 處理管道是怎麼構建起來的？啟動過程中，系統“默默的”做了哪些準備工作？上一篇文章講了ASP.NET Core中 ...

　　為什麼我們可以在Startup這個 “孤零零的” 類中配置依賴註入和管道？

　　它是什麼時候被實例化並且調用的？

　　參數中的IServiceCollection services是怎麼來的?

　　處理管道是怎麼構建起來的？

　　啟動過程中，系統“默默的”做了哪些準備工作？

　　上一篇文章講了ASP.NET Core中的依賴註入（系列目錄），而它的配置是在Startup這個文件中的 ConfigureServices(IServiceCollection services) 方法，而且Startup這個類也沒有繼承任何類或者介面。深入的想一想，可能會冒出類似上面列出的好多問題，下麵用一幅圖來看透它。

一、整體流程圖

先上圖，覺得看不清可以點擊看大圖或者下載後放大查看。

圖一（點擊放大）

二、WebHostBuilder

　　應用程式在Main方法之後通過調用CreateDefaultBuilder方法創建並配置WebHostBuilder，

 1     public class WebHostBuilder : IWebHostBuilder
 2     {
 3         private readonly List<Action<WebHostBuilderContext, IServiceCollection>> _configureServicesDelegates;
 4 
 5         private IConfiguration _config;
 6         public IWebHostBuilder UseSetting(string key, string value)
 7         {
 8             _config[key] = value;
 9             return this;
10         }
22         public IWebHostBuilder ConfigureServices(Action<WebHostBuilderContext, IServiceCollection> configureServices)
23         {
24             if (configureServices == null)
25             {
26                 throw new ArgumentNullException(nameof(configureServices));
27             }
29             _configureServicesDelegates.Add(configureServices);
30             return this;
31         }
32     }

WebHostBuilder存在一個重要的集合① private readonly List<Action<WebHostBuilderContext, IServiceCollection>> _configureServicesDelegates; ，通過 ConfigureServices 方法將需要的Action加入進來。

UseSetting是一個用於設置Key-Value的方法，一些常用的配置均會通過此方法寫入_config中。

三、UseStartup<Startup>()

　　CreateDefaultBuilder之後調用UseStartup<Startup>()，指定Startup為啟動類。

        public static IWebHostBuilder UseStartup(this IWebHostBuilder hostBuilder, Type startupType)
        {
            var startupAssemblyName = startupType.GetTypeInfo().Assembly.GetName().Name;

            return hostBuilder
                .UseSetting(WebHostDefaults.ApplicationKey, startupAssemblyName)
                .ConfigureServices(services =>
                {
                    if (typeof(IStartup).GetTypeInfo().IsAssignableFrom(startupType.GetTypeInfo()))
                    {
                        services.AddSingleton(typeof(IStartup), startupType);
                    }
                    else
                    {
                        services.AddSingleton(typeof(IStartup), sp =>
                        {
                            var hostingEnvironment = sp.GetRequiredService<IHostingEnvironment>();
                            return new ConventionBasedStartup(StartupLoader.LoadMethods(sp, startupType, hostingEnvironment.EnvironmentName));
                        });
                    }
                });
        }

首先獲取Startup類對應的AssemblyName，調用UseSetting方法將其設置為WebHostDefaults.ApplicationKey（“applicationName”）的值。

然後調用WebHostBuilder的②ConfigureServices方法，將一個Action寫入WebHostBuilder 的 configureServicesDelegates中。

這個Action的意思就是說，如果這個被指定的類startupType是一個實現了IStartup的類，那麼將其通過AddSingleton註冊到services 這個ServiceCollection中，如果不是，那麼將其“轉換”成 ConventionBasedStartup 這個實現了 IStartup的類後再進行註冊。這裡涉及到一個StartupLoader的LoadMethods()方法，會通過字元串的方式查找“ConfigureServices”、“Configure{ environmentName}Services”這樣的方法。

註意：這裡只是將一個Action寫入了configureServicesDelegates，而不是已經執行了對IStartup的註冊，因為這個Action尚未執行，services也還不存在。就像菩薩對八戒說：八戒（Startup）你先在高老莊等著吧，將來有個和尚帶領一個取經小分隊（ServiceCollection services ）過來的時候你加入他們。

其實在CreateDefaultBuilder方法中的幾個UseXXX的方法也是這樣通過ConfigureServices將對應的Action寫入了configureServicesDelegates，等待唐僧的到來。

四、WebHostBuilder.Build()

創建並配置好的WebHostBuilder開始通過Build方法創建WebHost了，首先是BuildCommonServices，

 1 private IServiceCollection BuildCommonServices(out AggregateException hostingStartupErrors)
 2         {
 3             //...省略...
 4             var services = new ServiceCollection();
 5             services.AddSingleton(_hostingEnvironment);
 6             services.AddSingleton(_context);
 7             //....各種Add....
 9             foreach (var configureServices in _configureServicesDelegates)
10             {
11                 configureServices(_context, services);
12             }
14             return services;
15         }

　　在這個方法里創建了ServiceCollection services（以唐僧為首的取經小分隊），然後通過各種Add方法註冊了好多內容進去（收了悟空），然後③foreach 之前暫存在configureServicesDelegates中的各個Action，傳入services逐一執行，將之前需要註冊的內容註冊到services中，這裡就包括Startup（八戒），註意這裡僅是進行了註冊，而未執行Startup的方法。

　　處理好的這個services被BuildCommonServices返回後賦值給 hostingServices,然後 hostingServices經過Clone()生成 applicationServices,再由這個 applicationServices進行 GetProviderFromFactory(hostingServices)生成一個 IServiceProvider hostingServiceProvider.經過一系列的處理後,可以創建WebHost了。

var host = new WebHost(
    applicationServices,
    hostingServiceProvider,
    _options,
    _config,
    hostingStartupErrors);

host.Initialize();

將生成的applicationServices 和 hostingServiceProvider作為參數傳遞給新生成的WebHost。接下來就是這個WebHost的 Initialize()。

五、WebHost.Initialize()

WebHost的 Initialize()的主要工作就是BuildApplication()。

EnsureApplicationServices()： 用來處理WebHost的 private IServiceProvider _applicationServices ，④Startup的ConfigureServices方法在這裡被調用。

_startup = _hostingServiceProvider.GetRequiredService<IStartup>();
_applicationServices = _startup.ConfigureServices(_applicationServiceCollection);

通過 GetRequiredService<IStartup>() 獲取到我們的_startup，然後調用這個_startup的 ⑤ConfigureServices 方法，這就是我們用於依賴註入的startup類的ConfigureServices方法了。

所以，_applicationServices是根據_applicationServiceCollection 加上我們在_startup中註冊的內容之後重新生成的 IServiceProvider。

EnsureServer()⑥：通過 GetRequiredService<IServer>()獲取Server並配置監聽地址。

var builderFactory = _applicationServices.GetRequiredService<IApplicationBuilderFactory>();
var builder = builderFactory.CreateBuilder(Server.Features);
builder.ApplicationServices = _applicationServices;

獲取到 IApplicationBuilderFactory並通過它⑦創建 IApplicationBuilder,並將上面創建的_applicationServices賦值給它的ApplicationServices，它還有個重要的集合_components

private readonly IList<Func<RequestDelegate, RequestDelegate>> _components = new List<Func<RequestDelegate, RequestDelegate>>();

從_components的類型可以看出它其實是中間件的集合，是該調用我們的_startup的Configure方法的時候了。

先獲取定義的IStartupFilter， ⑧foreach這些IStartupFilter並與_startup的Configure方法一起將配置的中間件寫入_components，然後通過 Build()創建RequestDelegate _application，

在Build()中對_components進行處理生成請求處理管道，關於IStartupFilter和生成管道這部分將在下篇文章進行詳細說明。

六、WebHost.Run()

　　WebHost創建完畢，最後一步就是Run起來了，WebHost的Run()會調用它的方法StartAsync()

public virtual async Task StartAsync(CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken))
{
    //......var hostingApp = new HostingApplication(_application, _logger, diagnosticSource, httpContextFactory);
    await Server.StartAsync(hostingApp, cancellationToken).ConfigureAwait(false);
    _hostedServiceExecutor.StartAsync(cancellationToken).ConfigureAwait(false);
    //.....
}

　　在之前的文章中我們知道，請求是經過 Server監聽=>處理成httpContext=>Application處理，所以這裡首先傳入上面創建的_application和一個httpContextFactory來⑨生成一個HostingApplication，並將這個HostingApplication傳入Server的StartAsync(), 當Server監聽到請求之後，後面的工作由HostingApplication來完成。

　　⑩hostedServiceExecutor.StartAsync()方法用來開啟一個後臺運行的服務，一些需要後臺運行的操作比如定期刷新緩存等可以放到這裡來。

ASP.NET Core 2.0 : 七.一張圖看透啟動背後的秘密