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spring成神之路第六篇：玩轉bean scope，避免跳坑裡

阿新 • • 發佈：2021-10-17

本文內容

  1. 詳細介紹5種bean的sope及使用注意點

  2. 自定義作用域的實現

應用中，有時候我們需要一個物件在整個應用中只有一個，有些物件希望每次使用的時候都重新建立一個，spring對我們這種需求也提供了支援，在spring中這個叫做bean的作用域，xml中定義bean的時候，可以通過scope屬性指定bean的作用域，如：

<beanid=""class=""scope="作用域"/>

spring容器中scope常見的有5種，下面我們分別來介紹一下。

singleton

當scope的值設定為singleton的時候，整個spring容器中只會存在一個bean例項，通過容器多次查詢bean的時候（呼叫BeanFactory的getBean方法或者bean之間注入依賴的bean物件的時候），返回的都是同一個bean物件，singleton是scope的預設值

，所以spring容器中預設建立的bean物件是單例的，通常spring容器在啟動的時候，會將scope為singleton的bean建立好放在容器中（有個特殊的情況，當bean的lazy被設定為true的時候，表示懶載入，那麼使用的時候才會建立），用的時候直接返回。

案例

bean xml配置
<!--單例bean，scope設定為singleton-->
<beanid="singletonBean"class="com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel"scope="singleton">
<constructor-arg
 
index="0"value="singleton"/>
</bean>
BeanScopeModel程式碼
packagecom.javacode2018.lesson001.demo4;

publicclassBeanScopeModel{
publicBeanScopeModel(StringbeanScope){
System.out.println(String.format("createBeanScopeModel,{sope=%s},{this=%s}",beanScope,this));
}
}

上面構造方法中輸出了一段文字，一會我們可以根據輸出來看一下這個bean什麼時候建立的，是從容器中獲取bean的時候建立的還是容器啟動的時候建立

的。

測試用例
packagecom.javacode2018.lesson001.demo4;

importorg.junit.Before;
importorg.junit.Test;
importorg.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

/**
*公眾號：路人甲Java，工作10年的前阿里P7分享Java、演算法、資料庫方面的技術乾貨！堅信用技術改變命運，讓家人過上更體面的生活!
*<p>
*bean作用域
*/
publicclassScopeTest{

ClassPathXmlApplicationContextcontext;

@Before
publicvoidbefore(){
System.out.println("spring容器準備啟動.....");
//1.bean配置檔案位置
StringbeanXml="classpath:/com/javacode2018/lesson001/demo4/beans.xml";
//2.建立ClassPathXmlApplicationContext容器，給容器指定需要載入的bean配置檔案
this.context=newClassPathXmlApplicationContext(beanXml);
System.out.println("spring容器啟動完畢！");
}

/**
*單例bean
*/
@Test
publicvoidsingletonBean(){
System.out.println("---------單例bean，每次獲取的bean例項都一樣---------");
System.out.println(context.getBean("singletonBean"));
System.out.println(context.getBean("singletonBean"));
System.out.println(context.getBean("singletonBean"));
}

}

上面程式碼中before方法上面有@Before註解，這個是junit提供的功能，這個方法會在所有@Test標註的方法之前之前執行，before方法中我們對容器進行初始化，並且在容器初始化前後輸出了一段文字。

上面程式碼中，singletonBean方法中，3次獲取singletonBean對應的bean。

執行測試用例
spring容器準備啟動.....
createBeanScopeModel,{sope=singleton},{this=com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@e874448}
spring容器啟動完畢！
---------單例bean，每次獲取的bean例項都一樣---------
com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@e874448
com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@e874448
com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@e874448
結論

從輸出中得到2個結論

  • 前3行的輸出可以看出，BeanScopeModel的構造方法是在容器啟動過程中呼叫的，說明這個bean例項在容器啟動過程中就建立好了，放在容器中快取著

  • 最後3行輸出的是一樣的，說明返回的是同一個bean物件

單例bean使用注意

單例bean是整個應用共享的，所以需要考慮到執行緒安全問題，之前在玩springmvc的時候，springmvc中controller預設是單例的，有些開發者在controller中建立了一些變數，那麼這些變數實際上就變成共享的了，controller可能會被很多執行緒同時訪問，這些執行緒併發去修改controller中的共享變數，可能會出現數據錯亂的問題；所以使用的時候需要特別注意。

prototype

如果scope被設定為prototype型別的了，表示這個bean是多例的，通過容器每次獲取的bean都是不同的例項，每次獲取都會重新建立一個bean例項物件。

案例

bean xml配置
<!--多例bean，scope設定為prototype-->
<beanid="prototypeBean"class="com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel"scope="prototype">
<constructor-argindex="0"value="prototype"/>
</bean>
新增一個測試用例

ScopeTest中新增一個方法

/**
*多例bean
*/
@Test
publicvoidprototypeBean(){
System.out.println("---------多例bean，每次獲取的bean例項都不一樣---------");
System.out.println(context.getBean("prototypeBean"));
System.out.println(context.getBean("prototypeBean"));
System.out.println(context.getBean("prototypeBean"));
}
執行測試用例
spring容器準備啟動.....
spring容器啟動完畢！
---------多例bean，每次獲取的bean例項都不一樣---------
createBeanScopeModel,{sope=prototype},{this=com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@289d1c02}
com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@289d1c02
createBeanScopeModel,{sope=prototype},{this=com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@22eeefeb}
com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@22eeefeb
createBeanScopeModel,{sope=prototype},{this=com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@17d0685f}
com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@17d0685f
結論

輸出中可以看出，容器啟動過程中並沒有去建立BeanScopeModel物件，3次獲取prototypeBean得到的都是不同的例項，每次獲取的時候才會去呼叫構造方法建立bean例項。

多例bean使用注意

多例bean每次獲取的時候都會重新建立，如果這個bean比較複雜，建立時間比較長，會影響系統的效能，這個地方需要注意。

下面要介紹的3個：request、session、application都是在spring web容器環境中才會有的。

request

當一個bean的作用域為request，表示在一次http請求中，一個bean對應一個例項；對每個http請求都會建立一個bean例項，request結束的時候，這個bean也就結束了，request作用域用在spring容器的web環境中，這個以後講springmvc的時候會說，spring中有個web容器介面WebApplicationContext，這個裡面對request作用域提供了支援，配置方式：

<beanid=""class=""scope="request"/>

session

這個和request類似，也是用在web環境中，session級別共享的bean，每個會話會對應一個bean例項，不同的session對應不同的bean例項，springmvc中我們再細說。

<beanid=""class=""scope="session"/>

application

全域性web應用級別的作用域，也是在web環境中使用的，一個web應用程式對應一個bean例項，通常情況下和singleton效果類似的，不過也有不一樣的地方，singleton是每個spring容器中只有一個bean例項，一般我們的程式只有一個spring容器，但是，一個應用程式中可以建立多個spring容器，不同的容器中可以存在同名的bean，但是sope=aplication的時候，不管應用中有多少個spring容器，這個應用中同名的bean只有一個。

<beanid=""class=""scope="application"/>

自定義scope

有時候，spring內建的幾種sope都無法滿足我們的需求的時候，我們可以自定義bean的作用域。

自定義Scope 3步驟

第1步：實現Scope介面

我們來看一下這個介面定義

packageorg.springframework.beans.factory.config;

importorg.springframework.beans.factory.ObjectFactory;
importorg.springframework.lang.Nullable;

publicinterfaceScope{

/**
*返回當前作用域中name對應的bean物件
* name：需要檢索的bean的名稱
* objectFactory：如果name對應的bean在當前作用域中沒有找到，那麼可以呼叫這個ObjectFactory來建立這個物件
**/
Objectget(Stringname,ObjectFactory<?>objectFactory);

/**
*將name對應的bean從當前作用域中移除
**/
@Nullable
Objectremove(Stringname);

/**
*用於註冊銷燬回撥，如果想要銷燬相應的物件,則由Spring容器註冊相應的銷燬回撥，而由自定義作用域選擇是不是要銷燬相應的物件
*/
voidregisterDestructionCallback(Stringname,Runnablecallback);

/**
*用於解析相應的上下文資料，比如request作用域將返回request中的屬性。
*/
@Nullable
ObjectresolveContextualObject(Stringkey);

/**
*作用域的會話標識，比如session作用域將是sessionId
*/
@Nullable
StringgetConversationId();

}
第2步：將自定義的scope註冊到容器

需要呼叫org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableBeanFactory#registerScope的方法，看一下這個方法的宣告

/**
*向容器中註冊自定義的Scope
*scopeName：作用域名稱
* scope：作用域物件
**/
voidregisterScope(StringscopeName,Scopescope);
第3步：使用自定義的作用域

定義bean的時候，指定bean的scope屬性為自定義的作用域名稱。

案例

需求

下面我們來實現一個執行緒級別的bean作用域，同一個執行緒中同名的bean是同一個例項，不同的執行緒中的bean是不同的例項。

實現分析

需求中要求bean線上程中是共享的，所以我們可以通過ThreadLocal來實現，ThreadLocal可以實現執行緒中資料的共享。

下面我們來上程式碼。

ThreadScope
packagecom.javacode2018.lesson001.demo4;

importorg.springframework.beans.factory.ObjectFactory;
importorg.springframework.beans.factory.config.Scope;
importorg.springframework.lang.Nullable;

importjava.util.HashMap;
importjava.util.Map;
importjava.util.Objects;

/**
*自定義本地執行緒級別的bean作用域，不同的執行緒中對應的bean例項是不同的，同一個執行緒中同名的bean是同一個例項
*/
publicclassThreadScopeimplementsScope{

publicstaticfinalStringTHREAD_SCOPE="thread";//@1

privateThreadLocal<Map<String,Object>>beanMap=newThreadLocal(){
@Override
protectedObjectinitialValue(){
returnnewHashMap<>();
}
};

@Override
publicObjectget(Stringname,ObjectFactory<?>objectFactory){
Objectbean=beanMap.get().get(name);
if(Objects.isNull(bean)){
bean=objectFactory.getObject();
beanMap.get().put(name,bean);
}
returnbean;
}

@Nullable
@Override
publicObjectremove(Stringname){
returnthis.beanMap.get().remove(name);
}

@Override
publicvoidregisterDestructionCallback(Stringname,Runnablecallback){
//bean作用域範圍結束的時候呼叫的方法，用於bean清理
System.out.println(name);
}

@Nullable
@Override
publicObjectresolveContextualObject(Stringkey){
returnnull;
}

@Nullable
@Override
publicStringgetConversationId(){
returnThread.currentThread().getName();
}
}

@1：定義了作用域的名稱為一個常量thread，可以在定義bean的時候給scope使用

BeanScopeModel
packagecom.javacode2018.lesson001.demo4;

publicclassBeanScopeModel{
publicBeanScopeModel(StringbeanScope){
System.out.println(String.format("執行緒:%s,createBeanScopeModel,{sope=%s},{this=%s}",Thread.currentThread(),beanScope,this));
}
}

上面的構造方法中會輸出當前執行緒的資訊，到時候可以看到建立bean的執行緒。

bean配置檔案

beans-thread.xml內容

<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?>
<beansxmlns="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-4.3.xsd">

<!--自定義scope的bean-->
<beanid="threadBean"class="com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel"scope="thread">
<constructor-argindex="0"value="thread"/>
</bean>
</beans>

注意上面的scope是我們自定義的，值為thread

測試用例
packagecom.javacode2018.lesson001.demo4;

importorg.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

importjava.util.concurrent.TimeUnit;

/**
*公眾號：路人甲Java，工作10年的前阿里P7分享Java、演算法、資料庫方面的技術乾貨！堅信用技術改變命運，讓家人過上更體面的生活!
*<p>
*自定義scope
*/
publicclassThreadScopeTest{
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{
StringbeanXml="classpath:/com/javacode2018/lesson001/demo4/beans-thread.xml";
//手動建立容器
ClassPathXmlApplicationContextcontext=newClassPathXmlApplicationContext();
//設定配置檔案位置
context.setConfigLocation(beanXml);
//啟動容器
context.refresh();
//向容器中註冊自定義的scope
context.getBeanFactory().registerScope(ThreadScope.THREAD_SCOPE,newThreadScope());//@1

//使用容器獲取bean
for(inti=0;i<2;i++){//@2
newThread(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+","+context.getBean("threadBean"));
System.out.println(Thread.currentThread()+","+context.getBean("threadBean"));
}).start();
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
}
}
}

注意上面程式碼，重點在@1，這個地方向容器中註冊了自定義的ThreadScope。

@2：建立了2個執行緒，然後在每個執行緒中去獲取同樣的bean 2次，然後輸出，我們來看一下效果。

執行輸出
執行緒:Thread[Thread-1,5,main],createBeanScopeModel,{sope=thread},{this=com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@4049d530}
Thread[Thread-1,5,main],com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@4049d530
Thread[Thread-1,5,main],com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@4049d530
執行緒:Thread[Thread-2,5,main],createBeanScopeModel,{sope=thread},{this=com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@87a76da}
Thread[Thread-2,5,main],com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@87a76da
Thread[Thread-2,5,main],com.javacode2018.lesson001.demo4.BeanScopeModel@87a76da

從輸出中可以看到，bean在同樣的執行緒中獲取到的是同一個bean的例項，不同的執行緒中bean的例項是不同的。

總結

  1. spring容器自帶的有2種作用域，分別是singleton和prototype；還有3種分別是spring web容器環境中才支援的request、session、application

  2. singleton是spring容器預設的作用域，一個spring容器中同名的bean例項只有一個，多次獲取得到的是同一個bean；單例的bean需要考慮執行緒安全問題

  3. prototype是多例的，每次從容器中獲取同名的bean，都會重新建立一個；多例bean使用的時候需要考慮建立bean對效能的影響

  4. 一個應用中可以有多個spring容器

  5. 自定義scope 3個步驟，實現Scope介面，將實現類註冊到spring容器，使用自定義的sope

案例原始碼

連結：https://pan.baidu.com/s/1p6rcfKOeWQIVkuhVybzZmQ
提取碼：zr99

來源：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5MTkxMDQ4MQ==&mid=2648933960&idx=1&sn=f4308f8955f87d75963c379c2a0241f4&chksm=88621e76bf159760d404c253fa6716d3ffce4de8df0fc1d0d5dd0cf00a81bc170a30829ee58f&token=1314297026&lang=zh_CN&scene=21#wechat_redirect

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