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【Spring】详解Bean的六种作用域、执行流程、生命周期

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2022-08-10
@TOC Bean 作⽤域和⽣命周期 从前⾯的博客我们可以看出 Spring 是⽤来读取和存储 Bean,因此在 Spring 中 Bean 是最核⼼的操作资源,所以接下来我们深⼊学习⼀下 Bean 对象 通过⼀个案例来看

@TOC


Bean 作⽤域和⽣命周期

从前⾯的博客我们可以看出 Spring 是⽤来读取和存储 Bean,因此在 Spring 中 Bean 是最核⼼的操作资源,所以接下来我们深⼊学习⼀下 Bean 对象


通过⼀个案例来看 Bean 作⽤域的问题

假设现在有⼀个公共的 Bean,提供给 A ⽤户和 B ⽤户使⽤,然⽽在使⽤的途中 A ⽤户却 悄悄 地修改了公共 Bean 的数据,导致 B ⽤户在使⽤时发⽣了预期之外的逻辑错误。

我们预期的结果是,公共 Bean 可以在各⾃的类中被修改,但不能影响到其他类。

被修改的 Bean 案例

公共 Bean:

@Component public class Users { @Bean public User user1() { User user = new User(); user.setId(1); user.setName("Java"); // 【重点:名称是 Java】 return user; } }

A ⽤户使⽤时,进⾏了修改操作:

@Controller public class BeanScopesController { @Autowired private User user1; public User getUser1() { User user = user1; System.out.println("Bean 原 Name:" + user.getName()); user.setName("悟空"); // 【重点:进⾏了修改操作】 return user; } }

B ⽤户再去使⽤公共 Bean 的时候:

@Controller public class BeanScopesController2 { @Autowired private user1; public User getUser1() { User user = user1; return user; } }

打印 A ⽤户和 B ⽤户公共 Bean 的值:

public class BeanScopesTest { public static void main(String[] args) { ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml"); BeanScopesController beanScopesController = context.getBean(BeanScopesController.class); System.out.println("A 对象修改之后 Name:" + beanScopesController.getUser1().toString()); BeanScopesController2 beanScopesController2 = context.getBean(BeanScopesController2.class); System.out.println("B 对象读取到的 Name:" + beanScopesController2.getUser1().toString()); } }

执⾏结果如下:

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原因分析

操作以上问题的原因是因为 Bean 默认情况下是单例状态(singleton),也就是所有⼈的使⽤的都是同⼀个对象,之前我们学单例模式的时候都知道,使⽤单例可以很⼤程度上提⾼性能,所以在 Spring 中Bean 的作⽤域默认也是 singleton 单例模式。


作用域定义

限定程序中变量的可⽤范围叫做作⽤域,或者说在源代码中定义变量的某个区域就叫做作⽤域。

⽽ Bean 的作⽤域是指 Bean 在 Spring 整个框架中的某种⾏为模式。

⽐如 singleton 单例作⽤域,就表 示 Bean 在整个 Spring 中只有⼀份,它是全局共享的,那么当其他⼈修改了这个值之后,那么另⼀个 ⼈读取到的就是被修改的值。


Bean 的 6 种作用域

Spring 容器在初始化⼀个 Bean 的实例时,同时会指定该实例的作⽤域。

Spring有 6 种作⽤域, 最后四种是基于 Spring MVC ⽣效的:

  • singleton:单例作⽤域

  • prototype:原型作⽤域(多例作⽤域)

  • request:请求作⽤域

  • session:回话作⽤域

  • application:全局作⽤域

  • websocket:HTTP WebSocket 作⽤域
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    作用域 描述 singleton 单例作用域,在整个Spring IoC容器仅存在一个Bean实例,Bean以单例方式存在 prototype 原型作用域,每次从容器中调用Bean时,都返回一个新的实例。即每次调用getBean时,相当于执行newXxxBean方法 request 请求作用域,每次Http请求都会创建一个新的Bean session 会话作用域,同一个Http Session共享一个Bean,不同Session使用不同的Bean application 全局作用域,在一个Http Servlet Context中,定义一个Bean. websocket 在一个WebSocket的生命周期中,定义一个Bean实例

    注意后 4 种状态是 Spring MVC 中的值,在普通的 Spring 项⽬中只有前两种。

    后四种是spring MVC中的值,仅适用于web的SpringWebApplicationContext环境中。


    1. 普通 Spring 环境:


    ① singleton

    • 官⽅说明:(Default) Scopes a single bean definition to a single object instance for each Spring IoC container.

    • 描述:该作⽤域下的Bean在IoC容器中只存在⼀个实例:获取Bean(即通过applicationContext.getBean等⽅法获取)及装配Bean(即通过@Autowired注⼊)都是同⼀ 个对象。

    • 场景:通常⽆状态的Bean使⽤该作⽤域。⽆状态表示Bean对象的属性状态不需要更新

    • 备注:Spring默认选择该作⽤域
    • Singleton是单例模式,就是在创建容器时就自动的创建了这个对象,无论是否使用,它都已经存在了,每次获取到的都是同一个对象。而且singleton是spring的默认作用域(缺省作用域)。

    代码举例:

    创建TestSingleton类作为bean:

    package com; import org.springframework.stereotype.Component; @Component public class TestSingleton { private String message; public void setMessage(String message){ this.message = message; } public void getMessage(){ System.out.println("Your Message : " + message); } }

    在测试类中同时尝试获取两个bean,看输出信息是否相同,相同即同一个实例:

    import com.Controller.UserController; import com.TestSingleton; import com.User.User; import org.springframework.context.ApplicationContext; import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext; public class App { public static void main(String[] args) { ApplicationContext context=new ClassPathXmlApplicationContext("a.xml"); TestSingleton testSingleton_A=(TestSingleton)context.getBean("testSingleton"); System.out.println("下面是第一个bean的信息:"); testSingleton_A.setMessage("This is A!"); testSingleton_A.getMessage(); TestSingleton testSingleton_B=(TestSingleton)context.getBean("testSingleton"); System.out.println("下面是第二个bean的信息:"); testSingleton_B.getMessage(); } }

    输出:

    下面是第一个bean的信息: Your Message : This is A! 下面是第二个bean的信息: Your Message : This is A!

    ② prototype

    • 官⽅说明:Scopes a single bean definition to any number of object instances.

    • 描述:每次对该作⽤域下的Bean的请求都会创建新的实例:获取Bean(即通过applicationContext.getBean等⽅法获取)及装配Bean(即通过@Autowired注⼊)都是新的 对象实例

    • 场景:通常有状态的Bean使⽤该作⽤域
    • prototype是原型类型,在创建容器的时候并不会实例化对象,而是当我们尝试去获取一个bean时才会去创建一个对象,而且我们每次获取到的对象都不是同一个对象。

    代码举例:

    创建TestPrototype类作为bean,通过注解Scope将作用域类型设置为prototype:

    package com; import org.springframework.context.annotation.Scope; import org.springframework.stereotype.Component; @Component @Scope("prototype") // 注解生效 public class TestPrototype { private String message; public void setMessage(String message){ this.message = message; } public void getMessage(){ System.out.println("Your Message : " + message); } }

    在测试类中获取两个bean,看输出信息是否相同,相同即是同一个实例,不同则是不同的实例:

    import com.TestPrototype; import org.springframework.context.ApplicationContext; import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext; public class App { public static void main(String[] args) { ApplicationContext context=new ClassPathXmlApplicationContext("a.xml"); TestPrototype testSingleton_A=(TestPrototype)context.getBean("testPrototype"); System.out.println("下面是第一个bean的信息:"); testSingleton_A.setMessage("This is A!"); testSingleton_A.getMessage(); TestPrototype testSingleton_B=(TestPrototype)context.getBean("testPrototype"); System.out.println("下面是第二个bean的信息:"); testSingleton_B.getMessage(); } }

    输出:

    下面是第一个bean的信息: Your Message : This is A! 下面是第二个bean的信息: Your Message : null

    2. Spring Web 环境:

    request、session、application这三个作用域是基于Spring WebApplicationContext实现的,只有在web环境下才能使用(比如XmlWebApplicationContext中)

    如果在普通的spring环境下,即常规的IOC容器(比如ClassPathXmlApplicationContext)中使用这些作用域,那么程序会抛出一个IllegalStateException异常,来表明使用了未知的作用域。

    而在web环境下,比如使用Spring中的WebApplicationContext时,我们不仅可以使用singleton和prototype这两个作用域,还可以使用三个独有的作用域:request、session、application.


    在使用Web环境相关的作用域时,必须在Web容器中进行一些额外的配置:

    • 如果使用的是Spring MVC框架,就不需这些配置,因为每一次http请求都会通过DispatcherServlet来处理,而DispatcherServlet中已经配置好了相关状态。
    • 如果是低版本的web容器,需要在配置的XML文件中添加如下声明即可:
    <web-app> ... <listener> <listener-class> org.springframework.web.context.request.RequestContextListener </listener-class> </listener> ... </web-app>

    还可以使用Spring中的RequestContextFilter或者ServletRequestListener和其他方式,这里不再详细介绍。


    ③ request

    request是请求作用域

    • 官⽅说明:Scopes a single bean definition to the lifecycle of a single HTTP request. That is, each HTTP request has its own instance of a bean created off the back of a single bean definition. Only valid in the context of a web-aware Spring ApplicationContext.
    • 描述:每次http请求会创建新的Bean实例,类似于prototype

    • 场景:⼀次http的请求和响应的共享Bean

    • 备注:限定SpringMVC中使⽤

    在进行使用时,也是在scope属性中声明:

    <bean id="" class="" scope="request"/>

    假设这个bean的id是loginAction,Spring容器每一次用loginAction来处理Http请求时都会创建一个新的实例,即loginAction 这个bean的作用域是Http Request级别的。

    当Http请求调用作用域级别为Request的bean时,每增加一个Http请求,Spring就会创建一个新的bean,当请求处理完成之后变回销毁这个bean,开发者可以任意的改变一个实例的状态,因为每一个bean之间都是根据独立的请求来的,其他实例根本看不到其他被开发者改变的实例的状态。


    ④ session

    session是会话作用域

    • 官⽅说明:Scopes a single bean definition to the lifecycle of an HTTP Session. Only valid in the context of a web-aware Spring ApplicationContext.

    • 描述:在⼀个http session中,定义⼀个Bean实例

    • 场景:⽤户回话的共享Bean, ⽐如:记录⼀个⽤户的登陆信息

    • 备注:限定SpringMVC中使⽤

    同一个Http Session(会话)之间共享一个bean,而不同的会话使用不同的bean.

    在使用时,可以在scope属性中声明:

    <bean id="user" class="" scope="session"/>

    假设bean的id是user,Spring容器每次调用user的时候,都会在一个会话中创建一个实例,即这个bean是Http Session级别的。

    Session中的所有http请求共享一个Bean,每次用Session级别的bean处理会话时,每增加一个会话,都会创建一个新的实例。与上面的request一样,开发者可以随意修改bean的状态,因为每个bean都是根据单独的会话session来创建的,其他的bean无法看到这个bean的状态。


    ⑤ application

    application是全局作用域。

    ● 官⽅说明:Scopes a single bean definition to the lifecycle of a ServletContext. Only valid in the context of a web-aware Spring ApplicationContext.

    ● 描述:在⼀个http servlet Context中,定义⼀个Bean实例

    ● 场景:Web应⽤的上下⽂信息,⽐如:记录⼀个应⽤的共享信息

    备注:限定SpringMVC中使⽤

    使用方式:

    <bean id="app" class="" scope="application"/>

    假设bean的id为app,Spring容器会在整个web应用范围使用到app的时候创建一个新的实例。也就是说,appBean是在ServletContext级别的.。


    单例作⽤域(singleton)和全局作⽤域(application)区别

    • singleton 是 Spring Core 的作⽤域;application 是 Spring Web 中的作⽤域;

    • singleton 作⽤于 IoC 的容器,⽽ application 作⽤于 Servlet 容器。

    如何设置 Bean 作用域

    1. 通过xml配置文件

    在xml配置文件中,直接设置bean元素的scope属性即可。

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation=" http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"> //scope属性 <bean id="SingletonBean" class="com.spring.demo.SingletonBean" scope="prototype"> </bean> </beans>

    2. 通过注解

    在bean上添加注解:

  • 直接设置值:@Scope("prototype")
  • 使用枚举设置:@Scope("ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE")
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    package com.spring.demo; import org.springframework.context.annotation.Scope;; import org.springframework.stereotype.Component; @Component("SingletonBean") @Scope("prototype") //@Scope("ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE") public class SingletonBean { private String message; public void setMessage(String message){ this.message = message; } public void getMessage(){ System.out.println("Your Message : " + message); } }

    @Component(“SingletonBean”)标识这个类是一个bean,@Scope(“prototype”)标识这个bean的作用域为prototype类型。


    Bean 执行流程

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    Bean 执⾏流程(Spring 执⾏流程):

    启动 Spring 容器 -> 实例化 Bean(分配内存空间,从⽆到有)-> Bean 注册到 Spring 中(存操作) -> 将 Bean 装配到需要的类中(取操作)。

    image-20220705230739691


    Bean ⽣命周期

    Bean的生命周期指一个Bean对象从“出生”到“销毁”的过程,可以表达为:

    Bean的定义——&gt;Bean的初始化——&gt;Bean的使用——&gt;Bean的销毁.


    具体过程如下:

  • 实例化Bean,为Bean分配一些内存空间。
  • 设置属性,注入或者装配Bean
  • 进行初始化:

    • 实现各种通知(Aware)方法,如BeanNameAware、BeanFactoryAware、BeanFactoryAware、ApplicationContextAware等
    • 执行BeanPostProcessor初始化前置方法
    • 执行@PostConstruct初始化方法,注入依赖后执行
    • 执行自定义的inti-method方法(可有可无)
    • 执行BeanPostProcessor初始化后置方法。
  • 使用Bean
  • 销毁Bean
  • 销毁容器的各种⽅法,如 @PreDestroy、DisposableBean 接⼝⽅法、destroy-method。

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    执⾏流程如下图所示:

    image-20220705231230614


    1. 实例化和初始化的区别

    实例化和属性设置是 Java 级别的系统“事件”,其操作过程不可⼈⼯⼲预和修改

    初始化是给 开发者提供的,可以在实例化之后,类加载完成之前进⾏⾃定义“事件”处理。


    2. ⽣命流程的“故事”

    Bean 的⽣命流程看似繁琐,但咱们可以以⽣活中的场景来理解它。

    ⽐如我们现在需要买⼀栋房⼦,那 么我们的流程是这样的:

  • 先买房(实例化,从⽆到有)
  • 装修(设置属性)
  • 买家电,如洗⾐机、冰箱、电视、空调等([各种]初始化)
  • ⼊住(使⽤ Bean)
  • 卖出去(Bean 销毁)

  • ⽣命周期演示

    import com.bit.service.UserService; import org.springframework.beans.factory.BeanNameAware; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import javax.annotation.PostConstruct; import javax.annotation.PreDestroy; public class UserController10 implements BeanNameAware { @Autowired private UserService userService; @Override public void setBeanName(String s) { System.out.println("执行通知:" + s); } // 初始化方法 @PostConstruct public void postConstruct() { System.out.println("执行 @PostConstruct 方法"); } public void init() { // init() 方法名字可以随便起,只需要和 xml 中的名称保持一致即可 System.out.println("执行 init 方法"); } @PreDestroy public void preDestroy() { System.out.println("执行 @PreDestroy"); } public void destroy() { System.out.println("执行 destroy 方法"); } }

    xml 配置如下:

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:content="http://www.springframework.org/schema/context" xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/context https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd"> <!-- 配置 Spring 扫描的根路径(此根路径下的所有 Spring 存对象的注解才能生效) --> <content:component-scan base-package="com.bit"></content:component-scan> <beans> <bean id="userController10" class="com.bit.controller.UserController10" init-method="init" destroy-method="destroy"></bean> </beans> </beans>

    启动类:

    /** * Spring 启动类(非必须,为了方便演示 Spring 的功能而创建) */ public class App { public static void main(String[] args) { // 1.先获取对象的 ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml"); UserController10 userController10 = context.getBean("userController10", UserController10.class); context.destroy(); // 销毁方法 } }

    效果如下:

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