Bean作用域问题案例分析

假设现在有⼀个公共的 Bean，提供给 A ⽤户和 B ⽤户使⽤，然⽽在使⽤的途中 A ⽤户却“悄悄”地修改了公共 Bean 的数据，导致 B ⽤户在使⽤时发⽣了预期之外的逻辑错误。

公共 Bean

@Component
public class DogBean {
    @Bean
    public Dog dog() {
        Dog dog = new Dog();
        dog.setName("旺财");
        dog.setId(1);
        dog.setAge(5);
        return dog;
    }
}

A 用户使用时修改

@Controller
public class ScopeController {

    @Autowired
    private Dog dog;

    public void doScope(){
        System.out.println("do scope controller");
        System.out.println("原始dog对象：" + dog.toString());

        Dog dog2 = dog;
        dog2.setAge(10);
        dog2.setId(2);
        dog2.setName("小黑");

        System.out.println("修改后的dog对象：" + dog.toString());
    }
}

B 用户使用时

@Controller
public class ScopeController2 {
    @Resource
    private Dog dog;

    public void doScope(){
        System.out.println("do scope controller2");

        System.out.println(dog.toString());
    }
}

原因分析

我们可以看到，B 用户在使用这个Bean对象时，得到的Dog是被A 用户修改过的，这无疑会给 B 用户带来很大的麻烦。操作以上问题的原因是因为 Bean 默认情况下是单例状态（singleton），也就是所有⼈的使⽤的都是同⼀个对象，之前我们学单例模式的时候都知道，使⽤单例可以很⼤程度上提⾼性能，所以在 Spring 中 Bean 的作⽤域默认也是 singleton 单例模式。

作用域定义

限定程序中变量的可⽤范围叫做作⽤域，或者说在源代码中定义变量的某个区域就叫做作⽤域。⽽ Bean 的作⽤域是指 Bean 在 Spring 整个框架中的某种⾏为模式，⽐如 singleton 单例作⽤域，就表示 Bean 在整个 Spring 中只有⼀份，它是全局共享的，那么当其他⼈修改了这个值之后，那么另⼀个⼈读取到的就是被修改的值。

Bean 的6种作用域

Spring 容器在初始化⼀个 Bean 的实例时，同时会指定该实例的作⽤域。Spring有 6 种作⽤域，最后
四种是基于 Spring MVC ⽣效的：

1. singleton：单例作⽤域
2. prototype：原型作⽤域（多例作⽤域）
3. request：请求作⽤域
4. session：回话作⽤域
5. application：全局作⽤域
6. websocket：HTTP WebSocket 作⽤域

后4种状态是Spring MVC 中的值，在普通的 Spring 项目中只有前两种。

singleton

• 官⽅说明：(Default) Scopes a single bean definition to a single object instance for each Spring IoC container.
• 描述：该作⽤域下的Bean在IoC容器中只存在⼀个实例：获取Bean（即通过applicationContext.getBean等⽅法获取）及装配Bean（即通过@Autowired注⼊）都是同⼀个对象。
• 场景：通常⽆状态的Bean使⽤该作⽤域。⽆状态表示Bean对象的属性状态不需要更新
• 备注：单例模式默认的作用域，只有一个全局对象

prototype

• 官⽅说明：Scopes a single bean definition to any number of object instances.
• 描述：每次对该作⽤域下的Bean的请求都会创建新的实例：获取Bean（即通过applicationContext.getBean等⽅法获取）及装配Bean（即通过@Autowired注⼊）都是新的对象实例。
• 场景：通常有状态的Bean使⽤该作⽤域
• 备注：原型模式【多例默认】，每次访问都会创建一个新对象

request

• 官⽅说明：Scopes a single bean definition to the lifecycle of a single HTTP request. That is,each HTTP request has its own instance of a bean created off the back of a single bean definition. Only valid in the context of a web-aware Spring ApplicationContext.
• 描述：每次http请求会创建新的Bean实例，类似于prototype
• 场景：⼀次http的请求和响应的共享Bean
• 备注：限定SpringMVC中使⽤

session

• 官⽅说明：Scopes a single bean definition to the lifecycle of an HTTP Session. Only valid in the context of a web-aware Spring ApplicationContext.
• 描述：在⼀个http session中，定义⼀个Bean实例
• 场景：⽤户回话的共享Bean, ⽐如：记录⼀个⽤户的登陆信息
• 备注：限定SpringMVC中使⽤

application

• 官⽅说明：Scopes a single bean definition to the lifecycle of a ServletContext. Only valid in the context of a web-aware Spring ApplicationContext.
• 描述：在⼀个http servlet Context中，定义⼀个Bean实例
• 场景：Web应⽤的上下⽂信息，⽐如：记录⼀个应⽤的共享信息
• 备注：限定SpringMVC中使⽤

websocket

• 官⽅说明：Scopes a single bean definition to the lifecycle of a WebSocket. Only valid in the context of a web-aware Spring ApplicationContext.
• 描述：在⼀个HTTP WebSocket的⽣命周期中，定义⼀个Bean实例
• 场景：WebSocket的每次会话中，保存了⼀个Map结构的头信息，将⽤来包裹客户端消息头。第⼀次初始化后，直到WebSocket结束都是同⼀个Bean。
• 备注：限定Spring WebSocket中使⽤

设置作用域

使⽤ @Scope 标签就可以⽤来声明 Bean 的作⽤域，@Scope 标签既可以修饰⽅法也可以修饰类，@Scope 有两种设置⽅式：

1. 直接设置值：@Scope(“prototype”)
2. 使⽤枚举设置：@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)

@Component
public class DogBean {
    @Scope("prototype")
    @Bean
    public Dog dog() {
        Dog dog = new Dog();
        dog.setName("旺财");
        dog.setId(1);
        dog.setAge(5);
        return dog;
    }
}

这样设置完成后，A 用户的修改对 B 用户的使用就不会造成影响了。

Spring 执行流程

1、启动容器

2、Bean 初始化

配置文件中的bean、配置了加载组件路径下的类进行扫描【看有没有类注解】

3、注册Bean对象到容器中

通过五大注解来把对象注入到容器中，并且只有在包扫描路径上的类，且使用Spring的注解才可以被注册到容器中。

具体参考博客：使用spring注解储存对象

4、装配Bean属性

如果Bean对象 需要使用其他Bean对象作为属性，可以使用注解@Autowired、@Resource

具体参考博客：spring依赖注入

Bean 生命周期

1、实例化

这是生命周期的第一步。在这个阶段，Spring会创建一个Bean的实例。这就像在工厂里制造一个产品一样，但在这里，Spring负责创建和管理Bean对象。

2、设置属性

一旦Bean实例化了，Spring会通过依赖注入的方式设置Bean的属性。这就像给产品添加特性和功能一样。你可以在配置文件中指定属性值，然后Spring会把这些值设置给Bean。

3、初始化

在这个阶段，Bean被初始化。你可以定义初始化方法，Spring会在设置属性后调用这些方法。这允许你在Bean准备好之前做一些额外的设置或者操作。

1. 执行各种通知： 实现了各种 Aware 通知的方法，如 BeanNameAware、BeanFactoryAware、ApplicationContextAware 的接口方法;
2. BeanPostProcessor的前置处理（postProcessBeforeInitialization）： 如果在应用中定义了BeanPostProcessor接口的实现类，Spring会在Bean初始化之前调用这些实现类的postProcessBeforeInitialization方法。这提供了一个机会，你可以在Bean被初始化之前进行一些定制化的操作。
3. 初始化方法（InitializingBean和init-method）： 如果Bean实现了InitializingBean接口，Spring会在属性设置后调用它的afterPropertiesSet方法。执⾏ @PostConstruct 初始化⽅法，依赖注⼊操作之后被执⾏。此外，你还可以通过配置指定一个自定义的初始化方法（通常使用init-method属性）。在这个方法中，你可以执行任何你需要在Bean初始化时完成的逻辑。
4. BeanPostProcessor的后置处理（postProcessAfterInitialization）： 类似于前置处理，如果有BeanPostProcessor接口的实现类，Spring会在Bean初始化之后调用这些实现类的postProcessAfterInitialization方法。这个阶段可以用来进行一些额外的操作，例如修改Bean的属性或状态。

4、使用Bean

一旦Bean被初始化，它就准备好被使用了。你可以在应用程序的其他部分中引用并使用这个Bean，执行你所需的操作。这就像使用你制造的产品一样。

5、销毁Bean

当应用程序关闭或者不再需要Bean时，Spring会执行销毁操作。你可以定义销毁方法，在Bean不再需要时执行一些清理工作，比如关闭数据库连接或者释放资源。

生命周期演示

package com.fyd.controller;

import org.springframework.beans.factory.BeanNameAware;

import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;

public class BeanLifeComponent implements BeanNameAware {
    @Override
    public void setBeanName(String name) {
        System.out.println("执行了 Bean Name 通知" + name);
    }


    public void init(){
        System.out.println("执行了 init 方法");
    }

    @PostConstruct
    public void myPostConstruct(){
        System.out.println("执行了 myPostConstruct 方法");
    }

    /**
     * 销毁前执行方法
     */
    @PreDestroy
    public void myPreDestroy(){
        System.out.println("执行了 myPreDestroy 方法");
    }

    public void use(){
        System.out.println("执行了 use 方法");
    }
}

xml配置

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       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.xsd http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd ">


    <context:component-scan base-package="com.fyd"/>

    <bean id="beanlife" class="com.fyd.controller.BeanLifeComponent"
    init-method="init"></bean>
    
</beans>

调用代码

import com.fyd.controller.BeanLifeComponent;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class BeanLifeTest {
    public static void main(String[] args) {
        ClassPathXmlApplicationContext context =
                new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml");

        BeanLifeComponent beanLifeComponent = context.getBean("beanlife",BeanLifeComponent.class);
        beanLifeComponent.use();
        // 关闭容器
        context.destroy();

    }
}

执行结果：