Spring中Bean的作用域与生命周期

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1. 前言

本文是<<精通Spring 4.x 企业应用开发实战>>学习笔记, 以便自己查阅.

2. 概述

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.

Spring中的bean默认都是单例的, 这些单例Bean在多线程程序下如何保证线程安全呢?例如对于Web应用来说, Web容器对于每个用户请求都创建一个单独的Sevlet线程来处理请求, 引入Spring框架之后, 每个Action都是单例的, 那么对于Spring托管的单例Service Bean, 如何保证其安全呢? Spring的单例是基于BeanFactory也就是Spring容器的, 单例Bean在此容器内只有一个, Java的单例是基于JVM, 每个JVM内只有一个实例.

3. Bean的作用域

创建一个Bean定义, 其实质是用该bean定义对应的类来创建真正实例的”配方”. 把bean定义看成一个配方很有意义, 它与class很类似, 只根据一张”处方”就可以创建多个实例. 不仅可以控制注入到对象中的各种依赖和配置值, 还可以控制该对象的作用域. 这样可以灵活选择所建对象的作用域, 而不必在Java Class级定义作用域. Spring Framework支持五种作用域, 分别阐述如下表.

Bean

五种作用域中, request, session和global session三种作用域仅在基于web的应用中使用(不必关心你所采用的是什么web应用框架), 只能用在基于web的Spring ApplicationContext环境.

  1. 当一个bean的作用域为Singleton, 那么Spring IoC容器中只会存在一个共享的bean实例, 并且所有对bean的请求, 只要id与该bean定义相匹配, 则只会返回bean的同一实例. Singleton是单例类型, 就是在创建起容器时就同时自动创建了一个bean的对象, 不管你是否使用, 他都存在了, 每次获取到的对象都是同一个对象. 注意, Singleton作用域是Spring中的缺省作用域, 要在XML中将bean定义成singleton, 可以这样配置:
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<bean id="ServiceImpl" class="cn.csdn.service.ServiceImpl" scope="singleton">
  1. 当一个bean的作用域为Prototype, 表示一个bean定义对应多个对象实例. Prototype作用域的bean会导致在每次对该bean请求(将其注入到另一个bean中, 或者以程序的方式调用容器的getBean()方法)时都会创建一个新的bean实例.Prototype是原型类型, 它在我们创建容器的时候并没有实例化, 而是当我们获取bean的时候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. 根据经验, 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. 在XML中将bean定义成prototype, 可以这样配置:
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<bean id="account" class="com.foo.DefaultAccount" scope="prototype"/>  
 或者
<bean id="account" class="com.foo.DefaultAccount" singleton="false"/>
  1. 当一个bean的作用域为Request, 表示在一次HTTP请求中, 一个bean定义对应一个实例; 即每个HTTP请求都会有各自的bean实例, 它们依据某个bean定义创建而成. 该作用域仅在基于web的Spring ApplicationContext情形下有效. 考虑下面bean定义:
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<bean id="loginAction" class=cn.csdn.LoginAction" scope="request"/>

针对每次HTTP请求, Spring容器会根据loginAction bean的定义创建一个全新的LoginAction bean实例, 且该loginAction bean实例仅在当前HTTP request内有效, 因此可以根据需要放心的更改所建实例的内部状态, 而其他请求中根据loginAction bean定义创建的实例, 将不会看到这些特定于某个请求的状态变化. 当处理请求结束, request作用域的bean实例将被销毁.

  1. 当一个bean的作用域为Session, 表示在一个HTTP Session中, 一个bean定义对应一个实例. 该作用域仅在基于web的Spring ApplicationContext情形下有效. 考虑下面bean定义：
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<bean id="userPreferences" class="com.foo.UserPreferences" scope="session"/>

针对某个HTTP Session, Spring容器会根据userPreferences bean定义创建一个全新的userPreferences bean实例, 且该userPreferences bean仅在当前HTTP Session内有效. 与request作用域一样, 可以根据需要放心的更改所创建实例的内部状态, 而别的HTTP Session中根据userPreferences创建的实例, 将不会看到这些特定于某个HTTP Session的状态变化. 当HTTP Session最终被废弃的时候, 在该HTTP Session作用域内的bean也会被废弃掉.

  1. 当一个bean的作用域为Global Session, 表示在一个全局的HTTP Session中, 一个bean定义对应一个实例. 典型情况下, 仅在使用portlet context的时候有效. 该作用域仅在基于web的Spring ApplicationContext情形下有效. 考虑下面bean定义:
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<bean id="user" class="com.foo.Preferences "scope="globalSession"/>

global session作用域类似于标准的HTTP Session作用域, 不过仅仅在基于portlet的web应用中才有意义. Portlet规范定义了全局Session的概念, 它被所有构成某个portlet web应用的各种不同的portlet所共享. 在global session作用域中定义的bean被限定于全局portlet Session的生命周期范围内.

4. bean的生命周期

Spring中bean的实例化过程
bean的生命周期

与上图类似,bean的生命周期流程图

bean的生命周期

Bean实例生命周期的执行过程如下:
Spring对bean进行实例化,默认bean是单例;
Spring对bean进行依赖注入;
如果bean实现了BeanNameAware接口,spring将bean的id传给setBeanName()方法;;
如果bean实现了BeanFactoryAware接口,spring将调用setBeanFactory方法,将BeanFactory实例传进来;
如果bean实现了ApplicationContextAware接口,它的setApplicationContext()方法将被调用,将应用上下文的引用传入到bean中;
如果bean实现了BeanPostProcessor接口,它的postProcessBeforeInitialization方法将被调用;
如果bean实现了InitializingBean接口,spring将调用它的afterPropertiesSet接口方法,类似的如果bean使用了init-method属性声明了初始化方法,该方法也会被调用;
如果bean实现了BeanPostProcessor接口,它的postProcessAfterInitialization接口方法将被调用;
此时bean已经准备就绪,可以被应用程序使用了,他们将一直驻留在应用上下文中,直到该应用上下文被销毁;
若bean实现了DisposableBean接口,spring将调用它的distroy()接口方法.同样的,如果bean使用了destroy-method属性声明了销毁方法,则该方法被调用;

5. 不同作用域下的bean的生命周期细节

如果bean的scope设为prototype时, 当容器关闭时, destroy方法不会被调用. 对于prototype作用域的bean, 有一点非常重要, 那就是Spring不能对一个prototype bean的整个生命周期负责:容器在初始化,配置,装饰或者是装配完一个prototype实例后, 将它交给客户端, 随后就对该prototype实例不闻不问了. 不管何种作用域, 容器都会调用所有对象的初始化生命周期回调方法. 但对prototype而言, 任何配置好的析构生命周期回调方法都将不会被调用. 清除prototype作用域的对象并释放任何prototype bean所持有的昂贵资源, 都是客户端代码的职责(让Spring容器释放被prototype作用域bean占用资源的一种可行方式是, 通过使用bean的后置处理器, 该处理器持有要被清除的bean的引用).谈及prototype作用域的bean时, 在某些方面你可以将Spring容器的角色看作是Java new操作的替代者, 任何迟于该时间点的生命周期事宜都得交由客户端来处理.

Spring容器可以管理singleton作用域下bean的生命周期,在此作用域下,Spring能够精确地知道bean何时被创建,何时初始化完成,以及何时被销毁.而对于prototype作用域的bean,Spring只负责创建,当容器创建了bean的实例后,bean的实例就交给了客户端的代码管理,Spring容器将不再跟踪其生命周期,并且不会管理那些被配置成prototype作用域的bean的生命周期.

6. 参考链接

Spring中bean的作用域与生命周期
<<精通Spring 4.x 企业应用开发实战>>

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