玩转Spring各种作用域Bean Scope及源码分析
2024-01-08 09:17:41 软件 179观看
摘要环境:Spring5.3.23一. 简介Spring Scope Bean是Spring用于管理Bean的作用域的一种机制。它定义了容器中Bean的生命周期和实例化策略,即如何创建Bean实例。在Spring中,Bean的作用域包括单例(singleton)、原型(prototype)、请

环境:Spring5.3.238Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

一. 简介

Spring Scope Bean是Spring用于管理Bean的作用域的一种机制。它定义了容器中Bean的生命周期和实例化策略,即如何创建Bean实例。8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

在Spring中,Bean的作用域包括单例(singleton)、原型(prototype)、请求(request)、会话(session)等。每个作用域都有其特定的使用场景和行为:8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

  1. 单例(singleton):这是Spring默认的作用域,表示在整个Spring容器中,只有一个Bean实例存在。无论你从哪个地方获取这个Bean,都将返回同一个实例。
  2. 原型(prototype):每次从容器中请求Bean时,都会创建一个新的Bean实例。
  3. 请求(request):在一个HTTP请求的范围内,Bean是单例的。这种作用域适用于与单个请求关联的Bean。
  4. 会话(session):在一个HTTP会话的范围内,Bean是单例的。这种作用域适用于与单个用户会话关联的Bean。

此外,Spring还提供了其他一些作用域应用(Application)、WebSocket,以满足不同场景的需求。8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

通过合理地选择Bean的作用域,可以优化应用的性能和资源利用率。例如,对于需要频繁创建和销毁实例的Bean,使用原型作用域会更高效;而对于需要在多个请求或会话之间共享状态的Bean,则可以选择单例或会话作用域。附官方图:8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

图片图片8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

接下来将分别介绍每一种作用域bean。8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

二. 作用域应用

基础类

static class Person {  @Override  public String toString() {    return super.toString() + " - " + this.hashCode() + "" ;  }}

2.1 单例(singleton)

默认使用@Bean,@Service,@Controller注解标注的注解都是单例的。也可以同@Scope注解指定作用域为单例8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

@Bean// 不指定@Scope默认就是单例@Scope(value = "singleton")public Person person() {  return new Person() ;}

测试8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

try (AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext()) {  context.registerBean(Config.class) ;  context.refresh() ;    System.out.println(context.getBean(Person.class)) ;  System.out.println(context.getBean(Person.class)) ;}

控制台输出8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

com.pack.main.scope.ScopeMain5$Person@5e0e82ae - 1578009262com.pack.main.scope.ScopeMain5$Person@5e0e82ae - 1578009262

每次获取的都是同一个实例。8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

原理8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

public abstract class AbstractBeanFactory {  protected <T> T doGetBean(...) {    // ...    // 判断是否是单例    if (mbd.isSingleton()) {      // 先从单例池中查找是否已经存在,不存在则调用createBean创建,      // 然后存入单例池中      sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {        try {          return createBean(beanName, mbd, args);        }      });    }    // ...  }}

2.2 原型(prototype)

每次从容器中请求Bean时,都会创建一个新的Bean实例。8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

@Bean@Scope(value = "prototype")public Person person() {  return new Person() ;}

控制台输出8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

com.pack.main.scope.ScopeMain5$Person@fa4c865 - 262457445com.pack.main.scope.ScopeMain5$Person@3bd82cf5 - 1004023029

每次获取都是不同的对象。8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

原理8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

public abstract class AbstractBeanFactory {  protected <T> T doGetBean(...) {    // ...    // 判断是否是单例    if (mbd.isSingleton()) {      // ...    }    // 判断是否是原型    else if (mbd.isPrototype()) {      Object prototypeInstance = null;      try {        // 不存在什么缓存池,直接创建bean实例返回        prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);      }    }    // ...  }}

这里考虑一个问题,如何在单例bean中正确的注入原型bean?8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

2.3 请求(request)

接下来都是与web环境相关了,所以这里演示的示例会以SpringBoot3.0.5环境演示。8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

基础类8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

@Component@Scope(value = "request")public class Person {}

测试类8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

@RestController@RequestMapping("/scopes")public class ScopeController {  @Resource  private Person person ;  @Resource  private PersonService ps ;  @GetMapping("/request")  public Person request() {    System.out.println("ScopeController: " + person) ;    ps.query() ;    return person ;  }}

Service8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

@Servicepublic class PersonService {  @Resource  private Person person ;  public void query() {    System.out.println("PersonService: " + person) ;  }}

如果上面这样配置,启动服务将会报错:8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

Caused by: java.lang.IllegalStateException: No thread-bound request found: Are you referring to request attributes outside of an actual web request, or processing a request outside of the originally receiving thread? If you are actually operating within a web request and still receive this message, your code is probably running outside of DispatcherServlet: In this case, use RequestContextListener or RequestContextFilter to expose the current request.  at org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder.currentRequestAttributes(RequestContextHolder.java:131) ~[spring-web-6.0.7.jar:6.0.7]

该错误的原因就是你在一个单例bean中注入一个request作用域的bean,而request作用域bean的生命周期是在一个web请求开始创建的,所以这里你当然是没法注入的。8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

解决办法:8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

  • @Scope设置代理模式
@Component@Scope(value = "request", proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)public class Person {}

测试结果8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

ScopeController: com.pack.scopes.Person@106a9684 - 275420804PersonService: com.pack.scopes.Person@106a9684 - 275420804ScopeController: com.pack.scopes.Person@64396678 - 1681483384PersonService: com.pack.scopes.Person@64396678 - 1681483384

每次请求接口都获取的不是同一个实例。并且在一个完整的请求中获取的Person都是同一个。8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

  • 使用@RequestScope

该注解原理与上面其实一致的8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

@Scope(WebApplicationContext.SCOPE_REQUEST)public @interface RequestScope {  @AliasFor(annotation = Scope.class)  // 设置好了使用代理  ScopedProxyMode proxyMode() default ScopedProxyMode.TARGET_CLASS;}

2.4 会话(session)

@Component@Scope(value = "session", proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)// 与request一样,必须设置代理模式或者使用下面这个注解// @SessionScopepublic class Person {}

测试8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

ScopeController: com.pack.scopes.Person@2b56038d - 727057293PersonService: com.pack.scopes.Person@2b56038d - 727057293ScopeController: com.pack.scopes.Person@2b56038d - 727057293PersonService: com.pack.scopes.Person@2b56038d - 727057293

多次访问都是同一个session;你再换个浏览器访问8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

ScopeController: com.pack.scopes.Person@1aa201fd - 446824957PersonService: com.pack.scopes.Person@1aa201fd - 446824957ScopeController: com.pack.scopes.Person@1aa201fd - 446824957PersonService: com.pack.scopes.Person@1aa201fd - 446824957

此时对象就是一个新的了,不同的浏览器访问当然不是同一个session了。8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

2.5 应用(application)

@Scope(value = "application", proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)// @ApplicationScope// 都是web环境,所以情况都一样public class Person {}

测试8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

360浏览器8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

ScopeController: com.pack.scopes.Person@6371b4b6 - 1668396214PersonService: com.pack.scopes.Person@6371b4b6 - 1668396214

Chrome浏览器8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

ScopeController: com.pack.scopes.Person@6371b4b6 - 1668396214PersonService: com.pack.scopes.Person@6371b4b6 - 1668396214

他们是同一个对象,application作用域生命周期与整个应用一样,只有你关闭了服务器,在启动后才会是再重新创建的bean对象。8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

3. web作用域原理

3.1 注册作用域

public abstract class AbstractApplicationContext {  public void refresh() {    postProcessBeanFactory(beanFactory);  }}public class AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext {  protected void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {    super.postProcessBeanFactory(beanFactory);  }}public class ServletWebServerApplicationContext {  protected void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {    // ...    registerWebApplicationScopes();  }  private void registerWebApplicationScopes() {    WebApplicationContextUtils.registerWebApplicationScopes(getBeanFactory());  }}public abstract class WebApplicationContextUtils {  public static void registerWebApplicationScopes(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {    registerWebApplicationScopes(beanFactory, null);  }  public static void registerWebApplicationScopes(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory,      @Nullable ServletContext sc) {    // 注册作用域    beanFactory.registerScope(WebApplicationContext.SCOPE_REQUEST, new RequestScope());    beanFactory.registerScope(WebApplicationContext.SCOPE_SESSION, new SessionScope());    if (sc != null) {      ServletContextScope appScope = new ServletContextScope(sc);      beanFactory.registerScope(WebApplicationContext.SCOPE_APPLICATION, appScope);    }  }}

这里每一种web作用域都有一个对应的Scope实现RequestScope,SessionScope,ServletContextScope。8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

3.2 查找web作用域bean8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

public abstract class AbstractBeanFactory {  protected <T> T doGetBean(...) {    // ...    // 判断是否是单例    if (mbd.isSingleton()) {      // ...    }    // 判断是否是原型    else if (mbd.isPrototype()) {      Object prototypeInstance = null;      try {        // 不存在什么缓存池,直接创建bean实例返回        prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);      }    }    // 其它作用域bean,如上面的web作用域    else {      String scopeName = mbd.getScope();      Scope scope = this.scopes.get(scopeName);      if (scope == null) {        throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope name '" + scopeName + "'");      }      try {          // 通过具体Scope的实现类获取bean对象        Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {          beforePrototypeCreation(beanName);          try {            // 首次都还是会创建            return createBean(beanName, mbd, args);            }          });        }      }    }    // ...  }}

总结:Spring Scope Bean是Spring框架中用于管理Bean的作用域的机制,它定义了Bean的生命周期和实例化策略。通过合理地选择Bean的作用域,可以优化应用的性能和资源利用率。8Jo28资讯网——每日最新资讯28at.com

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