超詳細(xì)相關(guān)SpringBean作用域管理的內(nèi)容總結(jié)

一、前言

創(chuàng)建 BeanDefinition 時(shí)，就等于創(chuàng)建了一個(gè)配方，用于創(chuàng)建由 BeanDefinition 所定義的類實(shí)例。BeanDefinition 是配方的這種思想很重要，因?yàn)檫@意味著，與使用類一樣，也可通過一個(gè)配方創(chuàng)建多個(gè)對象實(shí)例。

有如下優(yōu)點(diǎn)：

• 可以控制要插入到從特定 BeanDefinition 創(chuàng)建的對象中的各種依賴項(xiàng)和配置值
• 可以控制從特定 BeanDefinition 創(chuàng)建的對象的作用域。

這種方式功能強(qiáng)大且靈活，因?yàn)殚_發(fā)者可以選擇通過配置創(chuàng)建的對象的作用域，而不必在Java類級別上考慮對象的范圍。

當(dāng)然了，作為靈活的框架，Spring 還允許開發(fā)者創(chuàng)建自定義的作用域。

1.1 詳細(xì)介紹下 singleton 作用域？

僅管理一個(gè)singleton bean的一個(gè)共享實(shí)例，并且所有對具有ID或與該 BeanDefinition 相匹配的ID的bean的請求都將導(dǎo)致該特定的bean實(shí)例由Spring容器返回。

換言之，當(dāng)我們定義了一個(gè) BeanDefinition 并且其作用域?yàn)?singleton 時(shí)，IoC容器將為該 BeanDefinition 所定義的對象創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例。該單實(shí)例存儲在此類單例bean的緩存中，并且對該命名bean的所有后續(xù)請求和引用都返回該緩存的對象。

1.2 和單例模式有何聯(lián)系去區(qū)別呢？

Spring的 singleton bean概念與傳說中的四人幫創(chuàng)建的《Gang of Four (GoF) patterns》一書中定義的單例模式并不一樣。

• GoF的單例模式會硬編碼對象的作用域，使得每個(gè)類加載器只能創(chuàng)建一個(gè)特定類的唯一實(shí)例
• 因此，最恰當(dāng)?shù)膽?yīng)該將Spring單例的作用域描述為一個(gè)容器對應(yīng)一個(gè)bean。若我們在單個(gè)Spring容器中為特定類定義一個(gè)bean，則Spring容器將創(chuàng)建該 BeanDefinition 所定義的類的一個(gè)且只有一個(gè)實(shí)例。

單例作用域是Spring中的默認(rèn)作用域。要將bean定義為XML中的單例，可以定義bean，如以下示例所示：

1.3 Prototype作用域

Bean部署的非單一原型作用域會在每次請求特定bean時(shí)創(chuàng)建一個(gè)新bean實(shí)例。也就是說，該Bean被注入到另一個(gè)Bean中，或者您可以通過容器上的getBean（）方法調(diào)用來請求它。通常，應(yīng)將原型作用域用于所有有狀態(tài)Bean，將單例作用域用于無狀態(tài)Bean。

在 Spring 中，那些組成應(yīng)用程序的主體及由 Spring IOC 容器所管理的對象，被稱之為 bean。
簡單地講，bean 就是由 IOC 容器初始化、裝配及管理的對象，除此之外，bean 就與應(yīng)用程序中的其他對象沒有什么區(qū)別了。
而 bean 的定義以及 bean 相互間的依賴關(guān)系將通過配置元數(shù)據(jù)來描述。

Spring中的bean默認(rèn)都是單例的，這些單例Bean在多線程程序下如何保證線程安全呢？

例如對于Web應(yīng)用來說，Web容器對于每個(gè)用戶請求都創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的Sevlet線程來處理請求，引入Spring框架之后，每個(gè)Action都是單例的，那么對于Spring托管的單例Service Bean，如何保證其安全呢？

Spring的單例是基于BeanFactory也就是Spring容器的，單例Bean在此容器內(nèi)只有一個(gè)Java的單例是基于 JVM，每個(gè) JVM 內(nèi)只有一個(gè)實(shí)例

二、bean的作用域

創(chuàng)建一個(gè)bean定義，其實(shí)質(zhì)是用該bean定義對應(yīng)的類來創(chuàng)建真正實(shí)例的“配方”。
把bean定義看成一個(gè)配方很有意義，它與class很類似，只根據(jù)一張“處方”就可以創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例。
不僅可以控制注入到對象中的各種依賴和配置值，還可以控制該對象的作用域。
這樣可以靈活選擇所建對象的作用域，而不必在Java Class級定義作用域。

Spring Framework支持五種作用域，分別闡述如下表。

五種作用域中，request、session 和 global session 三種作用域僅在基于web的應(yīng)用中使用（不必關(guān)心你所采用的是什么web應(yīng)用框架），只能用在基于 web 的 Spring ApplicationContext 環(huán)境。

三、singleton —— 唯一 bean 實(shí)例

當(dāng)一個(gè) bean 的作用域?yàn)?singleton，那么Spring IoC容器中只會存在一個(gè)共享的 bean 實(shí)例，并且所有對 bean 的請求，只要 id 與該 bean 定義相匹配，則只會返回bean的同一實(shí)例。

singleton 是單例類型(對應(yīng)于單例模式)，就是在創(chuàng)建起容器時(shí)就同時(shí)自動創(chuàng)建了一個(gè)bean的對象，不管你是否使用，但我們可以指定Bean節(jié)點(diǎn)的 lazy-init=”true” 來延遲初始化bean，這時(shí)候，只有在第一次獲取bean時(shí)才會初始化bean，即第一次請求該bean時(shí)才初始化。

每次獲取到的對象都是同一個(gè)對象。注意，singleton 作用域是Spring中的缺省作用域。要在XML中將 bean 定義成 singleton ，可以這樣配置：

<bean id="ServiceImpl" class="cn.csdn.service.ServiceImpl" scope="singleton">

也可以通過 @Scope 注解（它可以顯示指定bean的作用范圍。）的方式

@Service
@Scope("singleton")
public class ServiceImpl{

}

四、prototype——每次請求都會創(chuàng)建一個(gè)新的 bean 實(shí)例

當(dāng)一個(gè)bean的作用域?yàn)?prototype，表示一個(gè) bean 定義對應(yīng)多個(gè)對象實(shí)例。

prototype 作用域的 bean 會導(dǎo)致在每次對該 bean 請求（將其注入到另一個(gè) bean 中，或者以程序的方式調(diào)用容器的 getBean() 方法）時(shí)都會創(chuàng)建一個(gè)新的 bean 實(shí)例。prototype 是原型類型，它在我們創(chuàng)建容器的時(shí)候并沒有實(shí)例化，而是當(dāng)我們獲取bean的時(shí)候才會去創(chuàng)建一個(gè)對象，而且我們每次獲取到的對象都不是同一個(gè)對象。

對有狀態(tài)的 bean 應(yīng)該使用 prototype 作用域，而對無狀態(tài)的 bean 則應(yīng)該使用 singleton 作用域。

在 XML 中將 bean 定義成 prototype

<bean id="account" class="com.foo.DefaultAccount" scope="prototype"/>  
 或者
<bean id="account" class="com.foo.DefaultAccount" singleton="false"/> 

通過 @Scope 注解的方式實(shí)現(xiàn)就不做演示了。

五、request——每一次HTTP請求都會產(chǎn)生一個(gè)新的bean

該bean僅在當(dāng)前HTTP request內(nèi)有效

request只適用于Web程序，每一次 HTTP 請求都會產(chǎn)生一個(gè)新的bean，同時(shí)該bean僅在當(dāng)前HTTP request內(nèi)有效，當(dāng)請求結(jié)束后，該對象的生命周期即告結(jié)束。
在 XML 中將 bean 定義成 request ，可以這樣配置：

<bean id="loginAction" class=cn.csdn.LoginAction" scope="request"/>

六、session——每一次HTTP請求都會產(chǎn)生一個(gè)新的 bean

該bean僅在當(dāng)前 HTTP session 內(nèi)有效。

session只適用于Web程序，session 作用域表示該針對每一次 HTTP 請求都會產(chǎn)生一個(gè)新的 bean，同時(shí)該 bean 僅在當(dāng)前 HTTP session 內(nèi)有效.與request作用域一樣，可以根據(jù)需要放心的更改所創(chuàng)建實(shí)例的內(nèi)部狀態(tài)，而別的 HTTP session 中根據(jù) userPreferences 創(chuàng)建的實(shí)例，將不會看到這些特定于某個(gè) HTTP session 的狀態(tài)變化。當(dāng)HTTP session最終被廢棄的時(shí)候，在該HTTP session作用域內(nèi)的bean也會被廢棄掉。

<bean id="userPreferences" class="com.foo.UserPreferences" scope="session"/>

七、globalSession

global session 作用域類似于標(biāo)準(zhǔn)的 HTTP session 作用域，不過僅僅在基于 portlet 的 web 應(yīng)用中才有意義。Portlet 規(guī)范定義了全局 Session 的概念，它被所有構(gòu)成某個(gè) portlet web 應(yīng)用的各種不同的 portle t所共享。在global session 作用域中定義的 bean 被限定于全局portlet Session的生命周期范圍內(nèi)。

<bean id="user" class="com.foo.Preferences "scope="globalSession"/>

Spring框架支持5種作用域，有三種作用域是當(dāng)開發(fā)者使用基于web的ApplicationContext的時(shí)候才生效的

下面就是Spring內(nèi)置支持的作用域

在Spring 3.0中，線程作用域是可用的，但不是默認(rèn)注冊的

7.1 singleton

全局只有一個(gè)共享的實(shí)例,所有將單例Bean作為依賴的情況下,容器返回將是同一個(gè)實(shí)例

換言之，當(dāng)開發(fā)者定義一個(gè)Bean的作用域?yàn)閱卫龝r(shí)，Spring IoC容器只會根據(jù)Bean定義來創(chuàng)建該Bean的唯一實(shí)例。這些唯一的實(shí)例會緩存到容器中，后續(xù)針對單例Bean的請求和引用，都會從這個(gè)緩存中拿到這個(gè)唯一的實(shí)例

7.2 單例Bean和單例模式

• 單例模式是將一個(gè)對象的作用域硬編碼，一個(gè)ClassLoader只有唯一的一個(gè)實(shí)例
• 而Spring的單例作用域，是基于每個(gè)容器，每個(gè)Bean只有一個(gè)實(shí)例
  這意味著，如果開發(fā)者根據(jù)一個(gè)類定義了一個(gè)Bean在單個(gè)的Spring容器中，那么Spring容器會根據(jù)Bean定義創(chuàng)建一個(gè)唯一的Bean實(shí)例。默認(rèn)情況下，它們?yōu)槊總€(gè)給定的org.springframework.context.ApplicationContext實(shí)例存在唯一的一個(gè)bean (有點(diǎn)別扭，也就是可以有多個(gè)Spring容器，每一個(gè)容器內(nèi)存在唯一bean實(shí)例).這意味著如果你有兩個(gè)或更多上下文，所有這些上下文都由同一Java的類加載器管理(因?yàn)樵谕粋€(gè)jvm環(huán)境中)，則可能會有多個(gè)給定bean的實(shí)例。唯一需要做到的是必須在每個(gè)上下文中定義此bean.

所以你可以看到，bean只是一個(gè)上下文的單例
你不應(yīng)該將Spring的單例概念與設(shè)計(jì)模式中的的單例混淆

單例作用域是Spring的默認(rèn)作用域，下面的例子是在基于XML的配置中配置單例模式的Bean。

<bean id="accountService" class="com.sss.DefaultAccountService"/>

<!-- the following is equivalent, though redundant (singleton scope is the default) -->
<bean id="accountService" class="com.sss.DefaultAccountService" scope="singleton"/>

八、prototype

每次請求Bean實(shí)例時(shí)，返回的都是新實(shí)例的Bean對象
也就是說，每次注入到另外的Bean或者通過調(diào)用getBean()來獲得的Bean都將是全新的實(shí)例。
這是基于線程安全性：

• 有狀態(tài)的Bean對象用prototype作用域
• 無狀態(tài)的Bean對象用singleton 作用域

下面的例子說明了Spring的原型作用域。DAO通常不會配置為原型對象，因?yàn)榈湫偷腄AO是不會有任何的狀態(tài)的。

下面的例子展示了XML中如何定義一個(gè)原型的Bean：

<bean id="accountService" 
	class="com.javaedge.DefaultAccountService" scope="prototype"/>

與其他的作用域相比，Spring不會完全管理原型Bean的生命周期：
Spring容器只會初始化配置以及裝載這些Bean，傳遞給Client。
但是之后就不會再去管原型Bean之后的動作了。

也就是說，初始化生命周期回調(diào)方法在所有作用域的Bean是都會調(diào)用的，但是銷毀生命周期回調(diào)方法在原型Bean是不會調(diào)用的

所以，客戶端代碼必須注意清理原型Bean以及釋放原型Bean所持有的一些資源。
可以通過使用自定義的bean post-processor來讓Spring釋放掉原型Bean所持有的資源。

在某些方面來說，Spring容器的角色就是取代了Java的new操作符，所有的生命周期的控制需要由客戶端來處理。

Singleton beans with prototype-bean dependencies 在原型bean中放置單例

如果注入的單例對象真的是一個(gè)單例的bean(沒有狀態(tài))，這個(gè)真的沒一點(diǎn)問題
想象一下，對于我們的購物車，我們需要注入產(chǎn)品服務(wù)。此服務(wù)只會檢查添加到購物車的產(chǎn)品是否庫存。由于服務(wù)沒有狀態(tài)，并且會基于在方法簽名中所傳遞的對象進(jìn)行驗(yàn)證，因此不存在風(fēng)險(xiǎn)

當(dāng)使用單例Bean的時(shí)候，而該單例Bean的依賴是原型Bean時(shí)，需要注意的是依賴的解析都是在初始化的階段
因此，如果將原型Bean注入到單例的Bean之中，只會請求一次原型Bean，然后注入到單例Bean中。這個(gè)依賴的原型Bean仍然屬于只有一個(gè)實(shí)例的。

然而，假設(shè)你需要單例Bean對原型的Bean的依賴
需要每次在運(yùn)行時(shí)都請求一個(gè)新的實(shí)例，那么你就不能夠?qū)⒁粋€(gè)原型的Bean來注入到一個(gè)單例的Bean當(dāng)中了，因?yàn)橐蕾囎⑷胫粫M(jìn)行一次
當(dāng)Spring容器在實(shí)例化單例Bean的時(shí)候，就會解析以及注入它所需的依賴
如果實(shí)在需要每次都請求一個(gè)新的實(shí)例，可以通過bean工廠手動獲取實(shí)例,也可以參考Dependencies中的方法注入部分。

##使用單例還是原型？

Singleton適用于無狀態(tài)的bean,比如一個(gè)service，DAO或者controller
他們都沒有自己的狀態(tài)(舉個(gè)簡單的例子，一個(gè)函數(shù)sin(x)，這個(gè)函數(shù)本身就是無狀態(tài)的，所以我們現(xiàn)在喜歡的函數(shù)式編程也遵循這個(gè)理念)。而是根據(jù)傳輸?shù)膮?shù)執(zhí)行一些操作(作為HTTP請求參數(shù))。

另一方面，我們可以通過狀態(tài)bean管理一些狀態(tài)。比如購物車bean，假如它是一個(gè)單例，那么兩個(gè)不同消費(fèi)者購買的產(chǎn)品將被放置在同一個(gè)對象上。而如果其中一個(gè)消費(fèi)者想要刪除一個(gè)產(chǎn)品，另一個(gè)消費(fèi)者就鐵定不高興。這也就是狀態(tài)類對象應(yīng)該是原型
#3. Request
Spring容器會在每次用到loginAction來處理每個(gè)HTTP請求的時(shí)候都會創(chuàng)建一個(gè)新的LoginAction實(shí)例。也就是說，loginActionBean的作用域是HTTPRequest級別的。 開發(fā)者可以隨意改變實(shí)例的狀態(tài)，因?yàn)槠渌ㄟ^loginAction請求來創(chuàng)建的實(shí)例根本看不到開發(fā)者改變的實(shí)例狀態(tài)，所有創(chuàng)建的Bean實(shí)例都是根據(jù)獨(dú)立的請求來的。當(dāng)請求處理完畢，這個(gè)Bean也會銷毀。

每個(gè)請求初始化具有此作用域的Bean注解。這聽起來像是原型作用域的描述，但它們有一些差異。

• 原型作用域在Spring的上下文中可用。而請求作用域僅適用于Web應(yīng)用程序
• 原型bean根據(jù)需求進(jìn)行初始化，而請求bean是在每個(gè)請求下構(gòu)建的

需要說的是，request作用域bean在其作用域內(nèi)有且僅有一個(gè)實(shí)例。而你可以擁有一個(gè)或多個(gè)原型作用域bean實(shí)例

在以下代碼中，你可以看到請求作用域bean的示例：

<bean id="shoppingCartRequest" class="com.sss.scope.ShoppingCartRequest" scope="request">
    <aop:scoped-proxy/> 
</bean>

當(dāng)使用注解驅(qū)動組件或Java Config時(shí)，@RequestScope注解可以用于將一個(gè)組件分配給request作用域。

@RequestScope
@Component
public class ShoppingCartRequest {
	// ...
}
// request bean
 
// injection sample
@Controller
public class TestController {
    @Autowired
    private ShoppingCartRequest shoppingCartRequest;
     
    @RequestMapping(value = "/test", method = RequestMethod.GET)
    public String test(HttpServletRequest request) {
        LOGGER.debug("shoppingCartRequest is :"+shoppingCartRequest);
        // ...
    }
}

請注意定義內(nèi)存在的<aop: scoped-proxy />標(biāo)簽。這代表著使用代理對象。所以實(shí)際上，TestController持有的是代理對象的引用。我們所有的調(diào)用該對象都會轉(zhuǎn)發(fā)到真正的ShoppingCartRequest對象。

有時(shí)我們需要使用DispatcherServlet的另一個(gè)servlet來處理請求。在這種情況下，我們必須確保Spring中所有請求都可用(否則可以拋出與下面類似的異常)。為此，我們需要在web.xml中定義一個(gè)監(jiān)聽器:

<listener>   
  <listener-class>org.springframework.web.context.request.RequestContextListener</listener-class>
</listener>

調(diào)用/測試URL后，你應(yīng)該能在日志中的發(fā)現(xiàn)以下信息:

shoppingCartRequest is :com.migo.scope.ShoppingCartRequest@2586b11c
shoppingCartRequest is :com.migo.scope.ShoppingCartRequest@3bd5b945

如果我們嘗試在單例bean中使用request作用域的bean，則會在應(yīng)用程序上下文加載階段拋出一個(gè)BeanCreationException
#4. session
參考如下的Bean定義：

<bean id="userPreferences" class="com.foo.UserPreferences" scope="session"/>

Spring容器會在每次調(diào)用到userPreferences在一個(gè)單獨(dú)的HTTP會話周期來創(chuàng)建一個(gè)新的UserPreferences實(shí)例。換言之，userPreferencesBean的作用域是HTTPSession級別的。 在request-scoped作用域的Bean上，開發(fā)者可以隨意的更改實(shí)例的狀態(tài)，同樣，其他的HTTPSession基本的實(shí)例在每個(gè)Session都會請求userPreferences來創(chuàng)建新的實(shí)例，所以開發(fā)者更改Bean的狀態(tài)，對于其他的Bean仍然是不可見的。當(dāng)HTTPSession銷毀了，那么根據(jù)這個(gè)Session來創(chuàng)建的Bean也就銷毀了。

Session作用域的bean與request 作用域的bean沒有太大不同。它們也與純Web應(yīng)用程序上下文相關(guān)聯(lián)。注解為Session作用域的Bean對于每個(gè)用戶的會話僅創(chuàng)建一次。他們在會話結(jié)束時(shí)被破壞銷毀掉。

由Session作用域限制的Bean可以被認(rèn)為是面向Web的單例，因?yàn)榻o定環(huán)境(用戶會話)僅存在一個(gè)實(shí)例。但請記住，你無法在Web應(yīng)用程序上下文中使用它們(說個(gè)好理解點(diǎn)的，就是一個(gè)函數(shù)內(nèi)部自定義變量所在的作用域，函數(shù)執(zhí)行完就銷毀了，沒有什么逃逸)。

想知道Session作用域bean在Spring中的操作，我們需要在配置文件中定義一個(gè)bean:

<bean id="shoppingCartRequest" class="com.migo.scope.ShoppingCartSession" scope="session">

    <aop:scoped-proxy/> 

</bean>

通過@Autowired注解，查找這個(gè)bean的方式與request 作用域的bean相同?？梢钥吹揭韵陆Y(jié)果:
你可以看到，前5個(gè)打印輸出代表相同的對象。最后一個(gè)是不同的。這是什么意思 ?簡單來說，這代表 著一個(gè)新的用戶使用自動注入的Session作用域訪問該頁面。我們可以通過打開兩個(gè)瀏覽器的測試頁(/test)來觀察它。每個(gè)都將初始化一個(gè)新的會話Session，因此也就創(chuàng)建新的ShoppingCartSession bean實(shí)例。
#5. global session

該部分主要是描述portlet的，詳情可以Google更多關(guān)于portlet的相關(guān)信息。

參考如下的Bean定義：

<bean id="userPreferences" class="com.foo.UserPreferences" scope="globalSession"/>

global session作用域比較類似之前提到的標(biāo)準(zhǔn)的HTTPSession，這種作用域是只應(yīng)用于基于門戶（portlet-based）的web應(yīng)用的上下之中的。門戶的Spec中定義的global session的意義：global session被所有構(gòu)成門戶的web應(yīng)用所共享。定義為global session作用域的Bean是作用在全局門戶Session的聲明周期的。

如果在使用標(biāo)準(zhǔn)的基于Servlet的Web應(yīng)用，而且定義了global session作用域的Bean，那么只是會使用標(biāo)準(zhǔn)的HTTPSession作用域，不會報(bào)錯(cuò)。

關(guān)于全局會話作用域(Global session scope)屬于4.3x的范疇了，Spring5已經(jīng)沒有了，Spring5文檔是去掉了因?yàn)?的存在所以還是說兩句，它保留給portlet應(yīng)用程序。 是不是一臉懵逼，so，來解釋一下portlet是什么。Portlet是能夠生成語義代碼(例如：HTML)片段的小型Java Web插件。它們基于portlet容器，可以像servlet一樣處理HTTP請求。但是，與servlet不同，每個(gè)portlet都有不同的會話。在這種情況下，Spring提供了一個(gè)名為global-session的作用域。通過它，一個(gè)bean可以通過應(yīng)用程序中的多個(gè)portlet共享。

至此，我們解釋了請求和面向會話的作用域。第一個(gè)的作用是在每個(gè)request請求上創(chuàng)建新的bean。第二個(gè)在Session會話開始的時(shí)候初始化bean。

到此這篇關(guān)于超詳細(xì)相關(guān)SpringBean的作用域管理內(nèi)容總結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringBean的作用域管理的內(nèi)容請搜索W3Cschool以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，也希望大家以后多多支持我們！