浅析Spring中bean的作用域

一、前言

  刚刚花了点时间,阅读了一下Spring官方文档中,关于bean的作用域这一块的内容。Spring-4.3.21官方文档中,共介绍了七种bean作用域,这篇博客就来简单介绍一下这七种作用域的含义。毕竟只是阅读了一下文档,没有实际的使用经验,所有对于这些作用域的理解比较浅显,这篇博客就当是记笔记,或者也可以算是翻译文档中的内容了。


二、正文

2.1 Bean作用域的种类

  在Spring官方文档中,共提到了7种不同的Bean作用域,分别是:

  • singleton(默认)
  • prototype
  • request
  • session
  • globalSession
  • application
  • websocket

  需要注意的是,前两种是Springbean的基本作用域,而后五种,算是扩展的作用域,只能在web应用中使用。下面我就来分别介绍一下这7种不同的作用域。


2.2 singleton作用域

  singleton(单例)是Spring中,bean默认的作用域。若一个bean的作用域是单例的,那么每个IoC容器只会创建这个bean的一个实例对象。所有对这个bean的依赖,以及获取这个bean的代码,拿到的都是同一个bean实例。Spring容器在创建这个bean后,会将它缓存在容器中(实际上是放在一个ConcurrentHashMap中)。Spring中的bean不是线程安全的,所以只有在我们只关注bean能够提供的功能,而不在意它的状态(属性)时,才应该使用这个作用域。下面引用一张图来看看单例bean

  需要注意的一点是,这里所说的单例,和设计模式中所提到的单例模式不同。设计模式中的单例,是强制一个类有且只有一个对象,我们如果不通过特殊的手段,将无法为这个单例类创建多个对象。而Spring中的单例作用域不同,这里的单例指的是在一个Spring容器中,只会缓存bean的唯一对象,所有通过容器获取这个bean的方式,最终拿到的都是同一个对象。但是在不同的Spring容器中,每一个Spring容器都可以拥有单例bean的一个实例对象,也就是说,这里的单例限定在一个Spring容器中,而不是整个应用程序。并且我们依然可以通过new的方式去自己创建bean


2.3 prototype作用域

  prototype可以理解为多例。若一个bean的作用域是prototype,那么Spring容器并不会缓存创建的bean,程序中对这个bean的每一次获取,容器都会重新实例化一个bean对象。通常,如果我们需要使用bean的状态(属性),且这个状态是会改变的,那么我们就可以将它配置为这个作用域,以解决线程安全的问题。因为对于单例bean来说,多个线程共享它的可变属性,会存在线程安全问题。下面引用一张图来描述这个作用域:

  前面也提过,如果bean的作用域是prototype的,那么容器在创建完这个bean后,并不会将它保存在容器中,这也就意味着,Spring容器并不能为我们做这个对象的销毁工作(比如资源释放)。此时我们可以通过Spring提供的接口,自定义一个后处理器,然后将这些bean的引用存储在这个后处理器中,当容器回调这个后处理器的方法时,我们可以在方法中通过提前存储的bean的引用,将它们销毁。


2.4 request作用域

  request作用域将bean的使用范围限定在一个http请求中,对于每一个请求,都会单独创建一个bean,若请求结束,bean也会随之销毁。使用request作用域一般不会存在线程安全问题,因为在Web应用中,每个请求都是由一个单独的线程进行处理,所有线程之间并不会共享bean,从而不会存在线程安全的问题。

  这个作用域只能使用在Web应用中。如果使用的是注解扫描配置bean,那么在bean所属的类上使用@RequestScope注解即可使用此作用域,若是基于xml文件,则通过beanscope配置项:

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

2.5 session作用域

  session作用域将bean的使用范围一次在一次http会话中,对于每一个会话,Spring容器都会创建一个单独的bean,若session被销毁,则bean也随之销毁。我们可以修改bean的状态,这个修改只对当前会话可见,但是是否线程安全呢?Spring文档中并未提及,但我认为不是线程安全的,因为每一个session可以对应于多个request,这些请求不一定就是串行执行的,比如说用户打开多个界面,同时进行多次操作,那后台将同时处理同一个session的多个request,此时并不能保证bean的线程安全。

  与request作用域一样,session作用域只能使用在Web应用中。我们可以使用@SessionScopebean指定为session作用域,也可以使用xml配置方式:

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

2.6 globalSession作用域

  这个作用域就比较特殊了,globalSession作用域的效果与session作用域类似,但是只适用于基于portletweb应用程序中。Portlet规范定义了globalSession的概念,该概念在组成单个Portlet Web应用程序的所有Portlet之间共享(引用自Spring文档)。说实话,在看到这里之前,我从来没听说过portlet。我现在所学的,基本上都是基于Servletweb应用程序,所有关于这个作用域,我也不理解。但是Spring文档中有提到一点,那就是如果我们在基于Servlet的web应用程序中使用globalSession作用域,实际上容器使用session作用域进行处理

  这个作用域也只在web应用中有效,上面也提过,具体是在基于portlet的应用中有效。文档中只提出了一种使用方式,就是基于xml

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

2.7 application作用域

  学过Servlet的应该对application作用域有所了解,在Servlet程序中,有一个全局的ServletContext对象,这个对象被整个web应用所共享,我们可以通过setAttribute方法向其中添加全局共享的数据。而Spring中,application作用域就是这么实现的,作用域为applicationbean,将会被作为ServletContext的属性,存储在其中,然后可以被全局访问,而且一个ServletContext只会存储这个bean的一个实例对象。ServletContext被销毁,这个bean自然也跟着被销毁。我们发现,这好像有点类似于singleton这个作用域,确实非常类似,但是也有一些区别。单例bean是一个Spring只会创建一个,而这里的却是每个ServletContext包含一个,不论有多少Spring容器,bean的数量只取决于ServletContext,而且单例bean只能通过容器去获取,是隐式的,而这种作用域的bean却是公开的,存储在ServletContext中,可直接通过ServletContext获取。

  application作用域也只能用于web应用中。使用方式和之前几种类似,可以通过@ApplicationScope注解,也可以使用xml配置文件:

<bean id="appPreferences" class="com.foo.AppPreferences" scope="application"/>

2.8 websocket

  websocket是一种应用层的通信协议,它提供应用层的全双工通信,关于websocket协议,可以参考我的这篇博客:计算机网络——简单说说WebSocket协议。而Spring提供对websocket协议的支持,于是就有了这么一个作用域。在我看的这个Spring官方文档中,并没有对这个作用域进行详细描述,但是我们也可以通过名称推断出来。若一个bean的作用域为websocket,则只作用于一次websocket通信,若连接被释放,则bean自然也会被销毁。


2.9 单例bean依赖于多例bean

  在我们的应用程序中,可能有这样一种情况——一个作用域为singletonbean,有一个或多个作用域为prototypebean,此时将会发生什么问题。对于单例bean来说,属性注入只会发生在创建这个bean的过程中,这也就意味着,单例bean只会经历一次属性注入。也就是说,尽管这个单例bean的属性是多例的,但是由于只有一次注入,所以后续使用到的这个多例属性,永远都是同一个。此时多例就失去了意义。那该如何解决呢?

  方法主要有两种,第一种比较容易想到,就是对于单例bean的多例属性,我们不让Spring容器帮我们自动注入,而是我们自己编写一个工厂方法,在方法中通过getBean等方式,手动地向容器请求这个多例bean。由于bean是多例的,每一次getBean,实际上返回的都是一个新的实例对象。而在单例bean需要用到这个多例bean时,通过工厂方法获取。但是这种方式比较麻烦,也不利于维护。

  第二种方式就比较简单了,Spring提供了一种机制解决这个问题,那就是——方法注入。关于方法注入,可以参考我的这篇博客:Spring方法注入的使用与实现原理


三、总结

  以上就对Spring中,bean的作用域做了一个大致的介绍,至少我们知道了每一个作用域是什么,以及大致的功能,不会在被问到的时候,连是什么都不知道。以上内容是我直接参考Spring官方文档所编写,文档中的内容也不是太详细,有些描述也不是特别清晰,所以上面有些是我自己的理解,若存在不足或者错误,欢迎指正,共同进步。


四、参考

posted @ 2020-05-11 18:46  特务依昂  阅读(2075)  评论(0编辑  收藏  举报