Spring Bean的作用域详解

Spring Bean的作用域详解

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/kaka_buka/article/details/139785403

在Spring框架中，Bean的作用域决定了Bean的生命周期及其可见性。Spring提供了几种不同的Bean作用域，以便开发人员根据特定的应用程序需求来管理Bean的创建和使用。本文将详细介绍Spring Bean的各种作用域，包括它们的特点和适用场景。

Spring Bean作用域定义了Bean在Spring容器中的生命周期和使用范围。Spring框架默认提供了五种作用域：

1. singleton
2. prototype
3. request
4. session
5. application

此外，开发人员还可以创建自定义作用域来满足特定需求。

单例作用域（Singleton Scope）

特点

• 默认作用域：如果没有明确指定作用域，Spring会将Bean定义为单例。
• 全局唯一：在Spring容器中，每种类型的Bean只有一个实例。每次注入时，都会返回该实例。

适用场景

单例作用域适用于无状态的服务，如数据访问对象（DAO）、业务服务（Service）等。在这些情况下，Bean不需要存储特定于用户的信息，可以安全地在多个线程之间共享。

示例

@Component
public class MySingletonBean {
    // ...
}

原型作用域（Prototype Scope）

特点

• 多实例：每次注入或显式请求时，都会创建一个新的Bean实例。
• 短生命周期：由容器创建后，Bean的生命周期由调用者管理。

适用场景

原型作用域适用于需要频繁创建新对象的情况，如每次使用时需要新的状态或配置的Bean。

示例

@Component
@Scope("prototype")
public class MyPrototypeBean {
    // ...
}

请求作用域（Request Scope）

特点

• Web应用特有：每个HTTP请求都会创建一个新的Bean实例，并在请求结束时销毁。
• 短生命周期：生命周期与HTTP请求同步。

适用场景

请求作用域适用于需要在单个HTTP请求中保持状态的Bean，如处理表单提交或执行某个请求特定操作的Bean。

示例

@Component
@Scope(value = WebApplicationContext.SCOPE_REQUEST, proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public class MyRequestBean {
    // ...
}

会话作用域（Session Scope）

特点

• Web应用特有：每个HTTP会话都会创建一个新的Bean实例，并在会话结束时销毁。
• 中等生命周期：生命周期与HTTP会话同步。

适用场景

会话作用域适用于需要在多个HTTP请求之间保持状态的Bean，如用户登录信息或购物车。

示例

@Component
@Scope(value = WebApplicationContext.SCOPE_SESSION, proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public class MySessionBean {
    // ...
}

应用程序作用域（Application Scope）

特点

• Web应用特有：在ServletContext范围内，Bean是单例的，整个Web应用程序共享同一个Bean实例。
• 长生命周期：生命周期与ServletContext同步。

适用场景

应用程序作用域适用于需要在整个Web应用程序中共享状态或资源的Bean。

示例

@Component
@Scope(value = WebApplicationContext.SCOPE_APPLICATION, proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public class MyApplicationBean {
    // ...
}

自定义作用域

除了以上五种标准作用域，Spring还允许开发人员创建自定义作用域。自定义作用域需要实现Scope接口，并注册到Spring容器中。

示例

public class CustomScope implements Scope {
    // 实现Scope接口的方法
}
@Configuration
public class CustomScopeConfig {
    @Bean
    public static CustomScopeConfigurer customScopeConfigurer() {
        CustomScopeConfigurer configurer = new CustomScopeConfigurer();
        configurer.addScope("customScope", new CustomScope());
        return configurer;
    }
}

实际应用

Prototype作用域实际使用案例

在某些情况下，应用程序需要为每个请求创建一个新的对象实例，例如处理用户输入的数据。假设我们有一个应用程序需要处理用户上传的文件，并且每个文件上传需要一个新的文件处理对象。此时，Prototype作用域非常适用。

实例

假设我们有一个文件处理服务FileProcessingService，每次文件上传时，我们希望创建一个新的服务实例：

@Component
@Scope("prototype")
public class FileProcessingService {
    public void processFile(MultipartFile file) {
        // 处理文件的具体逻辑
    }
}

在控制器中，每次接收到文件上传请求时，Spring将创建一个新的FileProcessingService实例：

@RestController
public class FileUploadController {
    @Autowired
    private ApplicationContext applicationContext;
    @PostMapping("/upload")
    public ResponseEntity<String> handleFileUpload(@RequestParam("file") MultipartFile file) {
        FileProcessingService fileProcessingService = applicationContext.getBean(FileProcessingService.class);
        fileProcessingService.processFile(file);
        return ResponseEntity.ok("File uploaded and processed successfully.");
    }
}

通过使用Prototype作用域，我们确保每个文件上传请求都会有一个新的FileProcessingService实例，避免了状态共享问题，提高了应用程序的并发处理能力。

原型作用域(Prototype)使用

@Autowired注解的说明

@Autowired注解通常用于注入依赖，它可以与各种作用域的Bean一起使用，包括原型作用域的Bean。当你在一个单例作用域的Bean中注入一个原型作用域的Bean时，Spring会按以下步骤处理：

1. 注入时创建实例：Spring容器在启动时会创建单例作用域的Bean，同时会检查并注入其所有依赖项。如果依赖项是原型作用域的Bean，Spring会在注入时创建一个新的实例。
2. 每次使用时创建新实例：如果希望每次使用原型作用域的Bean时都获得一个新的实例，可以通过方法注入或者ObjectFactory等方式来实现。这种方式确保了在每次调用时，Spring都会创建并返回一个新的原型作用域Bean的实例。

示例代码

@Component
public class SingletonBean {
    @Autowired
    private PrototypeBean prototypeBean1;
    @Autowired
    private PrototypeBean prototypeBean2;
    public void printPrototypeBeans() {
        System.out.println("PrototypeBean1: " + prototypeBean1);
        System.out.println("PrototypeBean2: " + prototypeBean2);
    }
}
@Component
@Scope("prototype")
public class PrototypeBean {
    // some fields and methods
}

在上述代码中，SingletonBean是一个单例作用域的Bean，它有两个原型作用域的依赖PrototypeBean。虽然PrototypeBean是原型作用域的，但由于它们是在Spring容器启动时注入的，因此在整个SingletonBean的生命周期中，它们的实例是固定的。

为了确保每次使用时都能获得一个新的原型实例，可以使用以下方式：

1. 使用@Lookup注解

@Component
public abstract class SingletonBean {
    public void printPrototypeBeans() {
        PrototypeBean prototypeBean1 = getPrototypeBean();
        PrototypeBean prototypeBean2 = getPrototypeBean();
        System.out.println("PrototypeBean1: " + prototypeBean1);
        System.out.println("PrototypeBean2: " + prototypeBean2);
    }
    @Lookup
    protected abstract PrototypeBean getPrototypeBean();
}

2. 使用ObjectFactory

@Component
public class SingletonBean {
    @Autowired
    private ObjectFactory<PrototypeBean> prototypeBeanFactory;
    public void printPrototypeBeans() {
        PrototypeBean prototypeBean1 = prototypeBeanFactory.getObject();
        PrototypeBean prototypeBean2 = prototypeBeanFactory.getObject();
        System.out.println("PrototypeBean1: " + prototypeBean1);
        System.out.println("PrototypeBean2: " + prototypeBean2);
    }
}

@Autowired注解可以用于注入原型作用域的Bean，但要确保每次使用时获得新的实例，需要采用特定的方式如@Lookup或ObjectFactory。

关于Spring Bean作用域面试常见问答

1. 什么是Spring Bean的作用域？

• 回答要点：Spring Bean的作用域决定了Bean的生命周期和可见范围。Spring支持多种作用域，每种作用域都有不同的生命周期管理方式。

2. Spring中有哪些常见的Bean作用域？

• 回答要点：Spring中常见的Bean作用域包括：
• singleton：默认作用域，每个Spring容器只有一个实例。
• prototype：每次请求都会创建一个新的Bean实例。
• request：每个HTTP请求创建一个Bean实例（仅适用于Web应用）。
• session：每个HTTP会话创建一个Bean实例（仅适用于Web应用）。
• application：在ServletContext范围内，每个应用一个实例（仅适用于Web应用）。
• websocket：每个WebSocket会话创建一个Bean实例（仅适用于WebSocket应用）。

3. singleton作用域和prototype作用域的区别是什么？

• 回答要点：
• singleton：每个Spring容器中只有一个实例，适用于无状态的Bean。
• prototype：每次请求都会创建一个新的实例，适用于有状态的Bean。

4. 如何在Spring配置文件中声明Bean的作用域？

• 回答要点：可以在XML配置文件中使用scope属性，或在Java配置中使用@Scope注解。

  <bean id="myBean" class="com.example.MyBean" scope="prototype"/>
  

  @Bean
  @Scope("prototype")
  public MyBean myBean() {
      return new MyBean();
  }
  

5. 在单例作用域Bean中注入原型作用域Bean时会遇到哪些问题？如何解决？

• 回答要点：如果在单例Bean中注入原型Bean，会导致原型Bean在第一次注入时就被创建，并且在单例Bean的生命周期内共享同一个实例。可以使用@Lookup注解或ObjectFactory/Provider来解决。

  @Component
  public class SingletonBean {
      @Autowired
      private ObjectFactory<PrototypeBean> prototypeBeanFactory;
      public void showMessage() {
          PrototypeBean prototypeBean = prototypeBeanFactory.getObject();
          prototypeBean.showMessage();
      }
  }
  

6. 如何在Spring Boot中使用不同的Bean作用域？

• 回答要点：可以使用@Scope注解指定作用域，Spring Boot的配置和标准Spring配置类似。

  @Bean
  @Scope("request")
  public MyBean myBean() {
      return new MyBean();
  }
  

7. 在多线程环境下使用单例Bean会有什么问题？如何处理？

• 回答要点：单例Bean在多线程环境下可能会出现线程安全问题，需要通过同步机制（如@Synchronized、synchronized关键字）或使用无状态的设计来解决。

8. 自定义Spring Bean作用域的步骤是什么？

• 回答要点：
• 实现org.springframework.beans.factory.config.Scope接口。
• 注册自定义作用域到Spring容器中。
• 使用自定义作用域。

  public class MyCustomScope implements Scope {
      // 实现Scope接口的方法
  }
  

  @Configuration
  public class AppConfig implements BeanFactoryPostProcessor {
      @Override
      public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
          beanFactory.registerScope("myCustomScope", new MyCustomScope());
      }
  }
  

9. Spring中作用域代理（Scoped Proxy）的用途是什么？

• 回答要点：作用域代理用于在不同作用域Bean之间解决注入问题，尤其在单例Bean注入作用域较短的Bean时。例如可以使用@Scope注解的proxyMode属性创建代理。

  @Bean
  @Scope(value = "request", proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
  public MyBean myBean() {
      return new MyBean();
  }