Bean的作用域

在Spring中，那些组成应用程序的主体及由Spring IoC容器所管理的对象，被称之为Bean。简单地讲，bean就是由IoC容器初始化、装配及管理的对象，除此之外，bean就与应用程序中的其他对象没有什么区别了。而bean的定义以及bean相互间的依赖关系将通过配置元数据来描述。

Bean的五种作用域

下面就是Spring直接支持的五种作用域了，当然开发者也可以自己定制作用域。

作用域	作用域说明
singleton	容器中仅存在一个对象，默认值
prototype	每调用一次getBean()，都返回一个新的对象
request	每一个HTTP请求会产生一个Bean对象
session	同一个Http Session共用一个Bean
global session	类似于seesion作用域，仅在portletweb应用中有意义

说明：request,session以及global session这三个作用域都是只有在基于web的SpringApplicationContext实现的（比如XmlWebApplicationContext）中才能使用。如果开发者仅仅在常规的Spring IoC容器中比如ClassPathXmlApplicationContext中使用这些作用域，那么将会抛出一个IllegalStateException来说明使用了未知的作用域。

singleton

当定义一个Bean的作用域为singleton时，容器只会根据Bean定义来创建该Bean的唯一实例。这些唯一的实例会缓存到容器中，后续针对单例Bean的请求和引用，都会从这个缓存中拿到这个唯一的实例。

Singleton作用域是Spring中的缺省作用域。不需要在类上面加任何注解，如：

package com.morris.spring.entity.scope;public class SingletonBean {}

然后使用AnnotationConfigApplicationContext将SingletonBean注入到spring容器中：

package com.morris.spring.demo.annotation;import com.morris.spring.entity.scope.SingletonBean;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;public class SingletonBeanDemo {public static void main(String[] args) {AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(SingletonBean.class);System.out.println(applicationContext.getBean(SingletonBean.class));System.out.println(applicationContext.getBean(SingletonBean.class));}
}

运行结果如下：

com.morris.spring.entity.scope.SingletonBean@1af5db5
com.morris.spring.entity.scope.SingletonBean@1af5db5

可以发现两次的打印结果一致，说明获取的SingletonBean是同一个实例。

prototype

prototype指的就是每次请求Bean实例的时候，返回的都是新实例的Bean对象。这是基于线程安全性的考虑，对有状态的bean应该使用prototype作用域，而对无状态的bean则应该使用singleton作用域。

下面的例子展示了如何定义一个原型的Bean：

package com.morris.spring.entity.scope;import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableBeanFactory;
import org.springframework.context.annotation.Scope;@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
public class PrototypeBean {}

然后使用AnnotationConfigApplicationContext将SingletonBean注入到spring容器中：

package com.morris.spring.demo.annotation;import com.morris.spring.entity.scope.PrototypeBean;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;public class PrototypeBeanDemo {public static void main(String[] args) {AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(PrototypeBean.class);System.out.println(applicationContext.getBean(PrototypeBean.class));System.out.println(applicationContext.getBean(PrototypeBean.class));}
}

运行结果如下：

com.morris.spring.entity.scope.PrototypeBean@b0ed20
com.morris.spring.entity.scope.PrototypeBean@e24743

可以发现两次的打印结果不一致，说明获取的PrototypeBean不是同一个实例。

对于Prototype作用域的Bean，不管是同一个线程获取多次，还是不同的线程获取多次得到的都是一个新的实例。

与其他的作用域相比，Spring是不会完全管理原型Bean的生命周期的：Spring容器只会初始化，配置以及装载这些Bean，传递给Client。但是之后就不会再去管原型Bean之后的动作了。

也就是说，初始化生命周期回调方法在所有作用域的Bean是都会调用的，但是销毁生命周期回调方法在原型Bean是不会调用的。所以，客户端代码必须注意清理原型Bean以及释放原型Bean所持有的一些资源。可以通过使用自定义的BeanPostProcessor来让Spring释放掉原型Bean所持有的资源。

自定义scope

自定义scope需要失效Scope接口。

package com.morris.spring.entity.scope;import org.springframework.beans.factory.ObjectFactory;
import org.springframework.beans.factory.config.Scope;import java.util.Objects;public class ThreadScope implements Scope {private ThreadLocal<Object> threadLocal = new ThreadLocal<>();@Overridepublic Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory) {Object o = threadLocal.get();if(Objects.isNull(o)) {o = objectFactory.getObject();threadLocal.set(o);}return o;}@Overridepublic Object remove(String name) {Object o = threadLocal.get();threadLocal.remove();return o;}@Overridepublic void registerDestructionCallback(String name, Runnable callback) {}@Overridepublic Object resolveContextualObject(String key) {return null;}@Overridepublic String getConversationId() {return Thread.currentThread().getName();}
}

自定义Score的使用：

package com.morris.spring.entity.scope;import org.springframework.context.annotation.Scope;@Scope("threadScope")
public class ThreadScopeBean {}

然后使用AnnotationConfigApplicationContext将ThreadScopeBean注入到spring容器中：

package com.morris.spring.demo.annotation;import com.morris.spring.entity.scope.ThreadScope;
import com.morris.spring.entity.scope.ThreadScopeBean;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;public class ThreadScopeDemo {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext();applicationContext.getBeanFactory().registerScope("threadScope", new ThreadScope());applicationContext.register(ThreadScopeBean.class);applicationContext.refresh();System.out.println(applicationContext.getBean(ThreadScopeBean.class));System.out.println(applicationContext.getBean(ThreadScopeBean.class));Thread thread = new Thread(() -> System.out.println(applicationContext.getBean(ThreadScopeBean.class)));thread.start();thread.join();}
}

运行结果如下：

com.morris.spring.entity.scope.ThreadScopeBean@1fe1d71
com.morris.spring.entity.scope.ThreadScopeBean@1fe1d71
com.morris.spring.entity.scope.ThreadScopeBean@5fb7c4

从运行结果可以发现，同一个线程获取的实例是同一个，不同的线程获取的实例不同。

源码分析

prototype作用域bean的创建

org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean

else if (mbd.isPrototype()) {// It's a prototype -> create a new instance.// prototype类型的bean的实例化Object prototypeInstance = null;try {// 将beanName加入到当前创建Bean池中beforePrototypeCreation(beanName);// 每次进来都创建一个新的beanprototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);}finally {// 将beanName从当前创建Bean池中移除afterPrototypeCreation(beanName);}bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}

自定义作用域bean的创建

将自定义的Scope注册到BeanFactory中：
org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#registerScope

public void registerScope(String scopeName, Scope scope) {Assert.notNull(scopeName, "Scope identifier must not be null");Assert.notNull(scope, "Scope must not be null");if (SCOPE_SINGLETON.equals(scopeName) || SCOPE_PROTOTYPE.equals(scopeName)) {throw new IllegalArgumentException("Cannot replace existing scopes 'singleton' and 'prototype'");}Scope previous = this.scopes.put(scopeName, scope);if (previous != null && previous != scope) {if (logger.isDebugEnabled()) {logger.debug("Replacing scope '" + scopeName + "' from [" + previous + "] to [" + scope + "]");}}else {if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Registering scope '" + scopeName + "' with implementation [" + scope + "]");}}
}

自定义作用域bean的创建过程：
org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean

else {// 自定义作用域String scopeName = mbd.getScope();if (!StringUtils.hasLength(scopeName)) {throw new IllegalStateException("No scope name defined for bean ´" + beanName + "'");}// 根据@Scope注解中的值获取自定义ScopeScope scope = this.scopes.get(scopeName);if (scope == null) {throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope name '" + scopeName + "'");}try {// 调用scope的get方法获得实例// get方法中会传入一个ObjectFactory的lambda表达式，// 在get方法里面可以自行决定是否需要调用ObjectFactory.getObject()来创建新的对象Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {beforePrototypeCreation(beanName);try {// 创建一个新的beanreturn createBean(beanName, mbd, args);}finally {afterPrototypeCreation(beanName);}});bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);}catch (IllegalStateException ex) {throw new BeanCreationException(beanName,"Scope '" + scopeName + "' is not active for the current thread; consider " +"defining a scoped proxy for this bean if you intend to refer to it from a singleton",ex);}
}

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【spring】Bean的Scope与自定义Scope

Bean的作用域

Bean的五种作用域

singleton

prototype

自定义scope

源码分析

prototype作用域bean的创建

自定义作用域bean的创建

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