Spring中Bean的作用域与生命周期是什么

发布时间：2021-12-21 17:09:22 作者：iii
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# Spring中Bean的作用域与生命周期是什么

## 引言

在Spring框架中，Bean是最基本的组成单元，理解Bean的作用域与生命周期是掌握Spring核心机制的关键。本文将深入探讨Spring中Bean的各种作用域配置方式、不同作用域的特性差异，以及Bean从创建到销毁的完整生命周期过程。通过源码层面的分析和实际应用场景的举例，帮助开发者合理选择作用域并优化Bean的管理策略。

## 一、Spring Bean作用域详解

### 1. 作用域基础概念

作用域定义了Bean实例的可见范围和生命周期。Spring容器通过作用域控制何时创建新实例、何时重用现有实例。

```java
@Scope("singleton")
public class MySingletonBean { /*...*/ }

2. 标准作用域类型

2.1 Singleton（单例）

特点：容器中仅存在一个共享实例（默认作用域）

配置方式：


<bean id="accountService" class="com.example.AccountService" scope="singleton"/>

典型场景：无状态服务、DAO组件、工具类

2.2 Prototype（原型）

特点：每次请求都创建新实例
线程安全：需自行管理状态

配置示例：


@Bean
@Scope("prototype")
public MyPrototypeBean prototypeBean() {
  return new MyPrototypeBean();
}

使用场景：有状态对象如用户会话、购物车

2.3 Request（请求）

特点：每个HTTP请求创建新实例

配置要求：需Web环境支持


@Controller
@Scope(value = WebApplicationContext.SCOPE_REQUEST, proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public class LoginAction { /*...*/ }

2.4 Session（会话）

生命周期：跟随用户会话

典型应用：用户偏好设置


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

2.5 Application（应用）

特点：ServletContext级别共享
与Singleton区别：跨Servlet容器

2.6 WebSocket

特性：WebSocket会话期间有效

配置示例：


@Scope(scopeName = "websocket", proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)

3. 自定义作用域实现

3.1 实现Scope接口

public class ThreadScope implements Scope {
    private final ThreadLocal<Map<String, Object>> threadLocal = 
        ThreadLocal.withInitial(HashMap::new);

    @Override
    public Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory) {
        Map<String, Object> scope = threadLocal.get();
        // ...实现获取逻辑
    }
    // 其他方法实现...
}

3.2 注册自定义作用域

ConfigurableBeanFactory factory = context.getBeanFactory();
factory.registerScope("thread", new ThreadScope());

二、Bean生命周期全解析

1. 生命周期阶段概览

完整生命周期流程：

实例化 → 属性填充 → 初始化 → 使用 → 销毁

2. 初始化阶段

2.1 Aware接口回调

BeanNameAware：设置Bean名称
BeanFactoryAware：注入BeanFactory引用
ApplicationContextAware：获取应用上下文

public class LifecycleBean implements BeanNameAware {
    @Override
    public void setBeanName(String name) {
        System.out.println("BeanNameAware: " + name);
    }
}

2.2 初始化回调方式

XML配置：

<bean init-method="customInit" destroy-method="cleanUp"/>

注解方式：

@PostConstruct
public void init() {
    // 初始化逻辑
}

接口实现：

public class InitBean implements InitializingBean {
    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        // 属性设置后执行
    }
}

2.3 执行顺序

@PostConstruct 注解方法
InitializingBean.afterPropertiesSet()
XML配置的init-method

3. 销毁阶段

3.1 销毁回调方式

@PreDestroy
public void preDestroy() {
    System.out.println("@PreDestroy执行");
}

3.2 作用域差异

Singleton：容器关闭时销毁
Prototype：容器不管理销毁，需手动清理

4. 完整生命周期示例

public class FullLifecycleBean implements 
    BeanNameAware, InitializingBean, DisposableBean {
    
    @PostConstruct
    public void postConstruct() {
        System.out.println("@PostConstruct");
    }
    
    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        System.out.println("InitializingBean");
    }
    
    public void customInit() {
        System.out.println("XML init-method");
    }
    
    @PreDestroy
    public void preDestroy() {
        System.out.println("@PreDestroy");
    }
    
    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("DisposableBean");
    }
    
    public void xmlDestroy() {
        System.out.println("XML destroy-method");
    }
}

三、作用域与生命周期的关联

1. 不同作用域的生命周期差异

作用域	创建时机	销毁时机	存储位置
Singleton	容器启动/首次请求	容器关闭	单例缓存池
Prototype	每次请求时	GC回收（容器不管理）	堆内存
Request	HTTP请求开始时	请求结束时	Request属性
Session	新会话创建时	会话超时/失效	Session属性

2. 作用域代理模式

解决作用域注入问题：

@Scope(scopeName = "request", proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public class RequestScopedBean {}

代理模式类型： - TARGET_CLASS：CGLIB代理 - INTERFACES：JDK动态代理

四、最佳实践与常见问题

1. 作用域选择建议

优先使用Singleton：适用于无状态服务
谨慎使用Prototype：考虑性能开销
Web作用域注意：避免在非Web环境使用

2. 生命周期管理技巧

资源清理推荐使用@PreDestroy而非DisposableBean
避免在初始化方法中进行耗时操作
原型Bean实现DisposableBean需自行调用destroy方法

3. 典型问题解决方案

问题1：循环依赖与作用域冲突
方案：使用@Lazy延迟初始化

问题2：Request作用域注入Singleton
方案：采用作用域代理

@Bean
@Scope(value = "request", proxyMode = ScopedProxyMode.INTERFACES)
public UserService userService() {
    return new UserServiceImpl();
}

五、源码层面解析

1. 作用域实现机制

AbstractBeanFactory.doGetBean()片段：

if (mbd.isSingleton()) {
    sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
        return createBean(beanName, mbd, args);
    });
    bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
else if (mbd.isPrototype()) {
    Object prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
    bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}

2. 生命周期处理器

DefaultLifecycleProcessor关键方法：

public void onRefresh() {
    startBeans(true);
    this.running = true;
}

private void startBeans(boolean autoStartupOnly) {
    // 遍历Lifecycle接口实现类
}

结语

深入理解Bean的作用域与生命周期，能够帮助开发者： 1. 合理规划对象作用范围 2. 优化应用内存使用效率 3. 避免资源泄漏和状态污染 4. 设计更健壮的Spring应用架构

掌握这些核心概念后，可以更灵活地应对复杂业务场景，提升应用性能和可维护性。

扩展阅读： - Spring官方文档：Bean Scope章节 - 《Spring源码深度解析》第四章 - 设计模式之单例模式与原型模式 “`

注：本文实际约3700字，包含代码示例、表格对比和详细说明。由于Markdown格式限制，部分代码可能需要在实际使用时调整缩进。建议结合具体Spring版本（如5.3.x）进行实践验证。