Spring（10）——bean作用范围

10 bean作用范围（scope）

在Spring中使用Scope来表示一个bean定义对应产生实例的类型，也可以说是对应实例的作用范围。Spring内置支持的scope严格来说默认是有五种，分别是：

• singleton：这是默认Scope，表示在整个bean容器中或者说是整个应用中只会有一个实例。
• prototype：多例类型，表示每次从bean容器中都会获取到一个对应bean定义全新的实例。
• request：仅适用于Web环境下的ApplicationContext，表示每一个HttpRequest生命周期内会有一个单独的实例，即每一个Http请求都会拥有一个单独的实例。
• session：仅适用于Web环境下的ApplicationContext，表示每一个HttpSession生命周期内会有一个单独的实例，即每一个HttpSession下都会拥有一个单独的实例，即每一个用户都将拥有一个单独的实例。
• globalSession：仅适用于Web环境下的ApplicationContext，一般来说是Portlet环境下。表示每一个全局的Http Session下都会拥有一个单独的实例。
• application：仅适用于Web环境下的ApplicationContext，表示在ServletContext生命周期内会拥有一个单独的实例，即在整个ServletContext环境下只会拥有一个实例。

10.1 指定scope

scope的指定主要有两种方式，一种是通过XML配置的方式进行指定，一种是通过注解的形式进行指定。通过XML配置进行指定时是通过在bean元素上通过scope属性进行指定的。

<bean id="hello" class="com.app.Hello" scope="prototype"/>

而通过注解的形式进行指定时则是通过注解@Scope进行指定的。

@Component@Scope("prototype")public class Hello {}

使用注解的形式来指定bean的Scope时，需要我们同时启用Spring通过扫描注解来添加对应的bean定义，即需要定义<context:component-scan/>，并在对应的bean上使用@Component等注解进行标注以表示其需要被作为一个bean定义添加到对应的bean容器中。

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

10.2 singleton

singleton即单例，是Spring中bean的默认作用范围。当一个bean的Scope定义为singleton时表示每次从对应的bean容器中获取对应的bean时都会是同一个bean。这里需要说明的一点是Spring中singleton的bean与我们所使用的单例模式中的单例还是有一点区别的，在单例模式中基本上我们在整个JVM中都只会拥有一个对应的对象，而Spring中singleton类型的bean则是表示在对应的bean容器中只会拥有一个对应的bean实例，如果我们在多个不同的bean容器中定义同一个singleton类型的bean，则该bean在我们的应用中就会拥有多个实例，但是在对应的bean容器中还是只会拥有一个实例，又或者我们在同一个bean容器中将同一个类型的bean定义多次，其也会拥有多个不同的实例。Spring中singleton类型的bean表示定义的bean容器中的每一个bean定义，当定义为singleton类型时，对应的bean定义在当前bean容器中只会拥有一个实例。如下示例中我们将同一类型的Class定义了两个bean，即两个不同的bean定义，且它们都是定义为单例类型的，那么在对应的bean容器中将拥有两个类型为Hello的实例，但是对应于每一个bean定义来讲，它们都只拥有一个实例，即id为hello的bean定义只拥有一个实例，id为hello1的bean定义也只拥有一个实例。

<bean id="hello" class="com.elim.learn.spring.bean.Hello"/><bean id="hello1" class="com.elim.learn.spring.bean.Hello" scope="singleton"/>

在Spring内部，当我们把一个bean定义singleton时，Spring在实例化对应的bean后会将其缓存起来，然后在之后每次需要从bean容器中获取对应的bean时都会从缓存中获取，这也就是为什么定义为singleton的bean每次从bean容器中获取的都是同一个的原因。

10.3 prototype

当我们将一个bean的Scope定义为prototype时，即表示我们每次从bean容器中获取对应bean实例时都将获取一个全新的实例。这包括Spring内部获取对应的bean实例注入给其它bean，也包括我们自己通过getBean()方法获取对应bean的实例。如下就是将一个bean的scope定义为prototype的示例。

<bean id="hello" class="com.app.Hello" scope="prototype"/>

10.3.1 生命周期

当我们将一个bean的Scope定义为prototype时，有一点需要注意的是Spring将只会回调对应bean定义的初始化方法，而对于销毁方法，Spring是不会进行回调的。根据之前对我们对生命周期回调方法的介绍，我们知道初始化方法的回调是在Spring将对应的bean实例化之后进行回调的，不管我们将bean的Scope设置为何种类型，对应bean的实例化都是由Spring完成的，所以对于bean定义的初始化方法是可以被Spring回调的，这点没有问题。相对应的是bean的销毁方法是在Spring决定销毁bean容器之前进行回调的，这个时候Spring需要拿到对应的bean实例才能进行对应销毁方法的回调，但是对于prototype类型的bean定义而言，Spring是不会保留对应的bean实例的，所以它拿不到，也就不会进行回调了。而对于之前我们介绍的singleton类型的bean定义，由于其实例都由Spring缓存起来了，以确保每次请求的都是同一个实例，所以在bean容器销毁前，Spring还是可以拿到原来实例化的bean实例，所以就可以进行对应销毁方法的回调。所以，就如下类而言，当我们将类Hello定义为一个对应Scope为prototype的bean时，该bean产生的实例对应的init()方法可以被Spring回调，但是对应的destroy()方法将无法被Spring回调。

public class Hello {@PostConstructpublic void init() {System.out.println("init..........");}@PreDestroypublic void destroy() {System.out.println("destroy.........");}}

10.3.2 prototype类型的实例注入给singleton类型

假设我们在bean容器中定义了如下两个bean，其中id为hello的bean定义为singleton类型，而id为world的bean定义为prototype类型，且给hello注入了一个world。

<bean id="hello" class="com.app.Hello" p:world-ref="world"/><bean id="world" class="com.app.World" scope="prototype"/>

另外，类Hello的代码如下所示：

public class Hello {private World world;public World getWorld() {return this.world;}public void setWorld(World world) {this.world = world;}}

这样会不会有什么问题呢？或者说这样会有什么问题呢？对应的问题就是我们的hello是定义为单例形式，而我们的world是定义为多例形式，且我们给单例形式的hello注入了一个多例形式的world，导致的最终结果就是我们通过hello去获取其中所持有的World时将每次都取到同一个World。即下面测试代码的结果会是true。

@org.junit.Testpublic void test() {Hello hello = context.getBean("hello", Hello.class);World w1 = hello.getWorld();World w2 = hello.getWorld();System.out.println(w1 == w2);}

产生这种结果的原因是单例形式的hello只会被Spring初始化一次，而在初始化的时候Spring会根据定义好的注入内容将实例化一个全新的World，然后将其注入给hello，此后都不再从bean容器中获取新的World对象注入给单例类型的hello了。所以才会出现下述测试代码中将输出true和false。

@org.junit.Testpublic void test() {Hello hello = context.getBean("hello", Hello.class);World w1 = hello.getWorld();World w2 = hello.getWorld();World world = context.getBean("world", World.class);System.out.println(w1 == w2);//trueSystem.out.println(w1 == world);//false}

这通常应该不是我们想要的结果。通常当我们指定一个bean的scope为prototype时，我们就希望每次获取到的bean都是一个全新的实例。对于这种应用场景，根据之前的内容而言，主要有两种解决思路，它们都是在运行时获取一个全新的bean实例。
第一种方式是给singleton类型的Hello注入一个ApplicationContext或BeanFactory，然后在需要使用prototype类型的World时每次都从注入的ApplicationContext或者BeanFactory获取一次全新的World实例。根据这种思路可以将我们的Hello定义为如下形式，其每次需要使用World实例时都可以通过getWorld()方法进行获取，而getWorld()方法将每次从BeanFactory中进行获取，所以如果对应的World是定义为prototype类型的，则每次从BeanFactory中获取的都会是一个新的World实例。

public class Hello implements BeanFactoryAware{private BeanFactory beanFactory;/** * 通过注入的BeanFactory获取一个全新的World实例 * @return */public World getWorld() {return this.beanFactory.getBean("world", World.class);}public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {this.beanFactory = beanFactory;}}

对于BeanFactory和ApplicationContext的注入可以通过实现对应的接口进行，如BeanFactoryAware接口和ApplicationContextAware接口，如果是使用注解进行配置，也可以直接通过注解进行注入。当然，改变了Hello获取World实例的方式后，对应的bean定义中对World实例的注入也需要去除。

<bean id="hello" class="com.app.Hello"/>

第二种方式是通过之前介绍的lookup-method的形式让Spring在我们调用bean的某个方法时直接获取bean容器中的另一个bean定义的实例作为返回值。按照这种方式，我们可以将Hello的代码修改成如下形式，开放getWorld()方法让Spring来提供对应的返回值，这样在以后每次需要获取一个全新的World实例时都可以通过调用getWorld()方法来获取。

public class Hello {/** * 让Spring来提供对应的返回值 * @return */public World getWorld() {return null;}}

当然，要实现这样的逻辑，那么对应的bean定义应该改成如下这样，以告诉Spring在调用id为hello的bean的getWorld()方法时将从bean容器中获取一个id为world的bean实例作为返回值。

<bean id="hello" class="com.elim.learn.spring.bean.Hello"><lookup-method bean="world" name="getWorld"/></bean><bean id="world" class="com.elim.learn.spring.bean.World" scope="prototype"/>

这个时候再执行如下测试代码时将会输出false。

@org.junit.Testpublic void test() {Hello hello = context.getBean("hello", Hello.class);World w1 = hello.getWorld();World w2 = hello.getWorld();System.out.println(w1 == w2);//false}

10.4 request

当我们将一个bean的Scope定义为request时，表示在每一个HttpRequest生命周期内从bean容器获取到的对应bean定义的实例都是同一个实例，而不同的HttpRequest所获取到的实例是不一样的。该类型的Scope只允许在Web环境下使用，包括后续介绍的session和application。当我们使用的是SpringMVC时则无需做任何配置就可以使用request等Web环境下的Scope，因为SpringMVC已经为我们封装好了。如果是非SpringMVC环境的话，则需要我们在web.xml中配置一个RequestContextListener。

<listener><listener-class>org.springframework.web.context.request.RequestContextListener</listener-class></listener>

根据情况的不同，也有可能还需要配置一个RequestContextFilter。

<filter><filter-name>requestContextFilter</filter-name><filter-class>org.springframework.web.filter.RequestContextFilter</filter-class></filter><filter-mapping><filter-name>requestContextFilter</filter-name><url-pattern>/*</url-pattern></filter-mapping>

不管是SpringMVC、RequestContextListener，还是RequestContextFilter，它们都是做着同一个事情，即将当前请求的request放入当前的线程变量中。

<bean id="hello" class="com.app.Hello" scope="request"/>

在上述bean定义中，我们就定义了其scope为request。对于此种类型的bean有一个问题需要注意，那就是如果我们拥有一个singleton类型的 beanA，然后其需要被注入一个request类型的beanB时，如果我们在对beanA进行定义时就定义好了其对beanB的依赖。则由于Spring默认会在初始化bean容器后立即对单例类型的bean进行实例化，进而导致会实例化其所依赖的其它bean，也就是说在实例化beanA的时候，会进而实例化beanB。但此时是没有HttpRequest请求的，也就是说没有Web环境的，那么Spring将无法实例化beanB，其会抛出异常。
针对上述情形，可以有两种处理方法，一是指定beanA为懒初始化，这样Spring在bean容器初始化完成后默认不会对其进行实例化，只有在其第一次需要被使用的情况下才会被初始化，所以此时beanA不能作为其它会被Spring在bean容器初始化后进行实例化的bean的依赖关系链上的一员存在。

<bean id="beanA" class="com.app.BeanA" p:beanB-ref="beanB" lazy-init="true"/>

对于使用注解的方式进行定义的情况，则可以使用@Lazy进行指定。

@Component@Lazypublic class BeanA {}

第二种处理方式是可以在beanB的bean定义下定义<aop:scoped-proxy/>以告诉Spring需要为对应的bean生成一个代理。这样在将beanB注入给beanA时实际上注入的只是一个代理，然后在我们真正使用beanB的时候，Spring会拿一个真正的beanB实例来进行对应的操作。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beanshttp://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsdhttp://www.springframework.org/schema/context        http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd        http://www.springframework.org/schema/aop        http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd"><bean id="beanA" class="com.app.BeanA" p:beanB-ref="beanB"/><bean id="beanB" class="com.app.BeanB" scope="request"><aop:scoped-proxy/></bean></beans>

使用<aop:scoped-proxy/>时记住需要引入aop的命名空间。<aop:scoped-proxy/>默认将使用CGLIB来动态的生成Class进行代理，如果需要使用接口进行代理，则可以指定<aop:scoped-proxy/>的proxy-target-class=”false”，该属性值默认是true。

另外一点需要注意的是即使使用了代理，我们的beanB也只能在有HttpRequest请求的环境下使用，你不能在其它非HttpRequest环境下使用。

对于使用注解进行配置的情况，我们可以通过@Scope注解的value属性来指定对应的Scope为request，然后通过其proxyMode属性来指定代理方式，默认为无，我们可以根据自己的需要指定其为TARGET_CLASS或INTERFACES。

@Component@Scope(value="request", proxyMode=ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)public class BeanB {}

10.5 session

当将一个bean的Scope定义为session时即表示该bean的实例将与session保持一致，即每一个不同的session保持一个不同的实例，同一个session则拥有相同的实例。或者换句话来说就是在同一session环境下，不管你从bean容器中获取对应bean定义的实例多少次，你取到的总是一个相同的实例。以下是将一个bean的scope定义为session的示例。

<bean id="hello" class="com.app.Hello" scope="session"/>

对于此种bean的定义也会有scope为request的bean定义相同的问题，一种比较好的方式是指定其需要被代理。

<bean id="hello" class="com.app.Hello" scope="session"><aop:scoped-proxy/></bean>

10.6 application

指定Scope为application也只能在Web环境下使用。当定义一个bean的scope为application时表示对应的bean实例是跟ServletContext绑定在一起的，即在整个ServletContext环境下都只会拥有一个对应的实例。

<bean id="hello" class="com.app.Hello" scope="application"><aop:scoped-proxy/></bean>

（注：本文是基于Spring4.1.0所写）