从自定义一个作用域开始来了解SpringBean的作用域

你好，这里是codetrend专栏“Spring6全攻略”。
在 Spring 框架中，Bean 的作用域（Scope）定义了 Bean 实例在容器中如何创建、管理和销毁的策略。
Spring 提供了多种 Bean 作用域，每种作用域都有其特定的生命周期和适用场景。
先试试不同的 Bean Scope

下面通过一个简单的 Spring MVC Controller 示例来感受下 Bean 的作用域。
例子代码是这样的：

1. import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableBeanFactory;
2. import org.springframework.context.annotation.Bean;
3. import org.springframework.context.annotation.Configuration;
4. import org.springframework.context.annotation.Scope;
5. import org.springframework.web.context.WebApplicationContext;
7. import java.util.UUID;
9. @Configuration
10. public class AppConfig {
11. <bean id="myBean"  scope="prototype">
12.    
13. </bean>@Bean
14. <bean id="myBean"  scope="prototype">
15.    
16. </bean>@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON)
17. <bean id="myBean"  scope="prototype">
18.    
19. </bean>public SingletonBean singletonBean() {
20. <bean id="myBean"  scope="prototype">
21.    
22. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
23.    
24. </bean>return new SingletonBean();
25. <bean id="myBean"  scope="prototype">
26.    
27. </bean>}
29. <bean id="myBean"  scope="prototype">
30.    
31. </bean>@Bean
32. <bean id="myBean"  scope="prototype">
33.    
34. </bean>@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
35. <bean id="myBean"  scope="prototype">
36.    
37. </bean>public PrototypeBean prototypeBean() {
38. <bean id="myBean"  scope="prototype">
39.    
40. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
41.    
42. </bean>return new PrototypeBean();
43. <bean id="myBean"  scope="prototype">
44.    
45. </bean>}
47. <bean id="myBean"  scope="prototype">
48.    
49. </bean>@Bean
50. <bean id="myBean"  scope="prototype">
51.    
52. </bean>@Scope(WebApplicationContext.SCOPE_SESSION)
53. <bean id="myBean"  scope="prototype">
54.    
55. </bean>public SessionBean sessionBean() {
56. <bean id="myBean"  scope="prototype">
57.    
58. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
59.    
60. </bean>return new SessionBean();
61. <bean id="myBean"  scope="prototype">
62.    
63. </bean>}
64. }
66. class SingletonBean {
67. <bean id="myBean"  scope="prototype">
68.    
69. </bean>private int count = 0;
71. <bean id="myBean"  scope="prototype">
72.    
73. </bean>public void increment() {
74. <bean id="myBean"  scope="prototype">
75.    
76. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
77.    
78. </bean>count++;
79. <bean id="myBean"  scope="prototype">
80.    
81. </bean>}
83. <bean id="myBean"  scope="prototype">
84.    
85. </bean>public int getCount() {
86. <bean id="myBean"  scope="prototype">
87.    
88. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
89.    
90. </bean>return count;
91. <bean id="myBean"  scope="prototype">
92.    
93. </bean>}
94. }
96. class PrototypeBean {
97. <bean id="myBean"  scope="prototype">
98.    
99. </bean>private String id;
101. <bean id="myBean"  scope="prototype">
102.    
103. </bean>public PrototypeBean() {
104. <bean id="myBean"  scope="prototype">
105.    
106. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
107.    
108. </bean>this.id = UUID.randomUUID().toString();
109. <bean id="myBean"  scope="prototype">
110.    
111. </bean>}
113. <bean id="myBean"  scope="prototype">
114.    
115. </bean>public String getId() {
116. <bean id="myBean"  scope="prototype">
117.    
118. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
119.    
120. </bean>return id;
121. <bean id="myBean"  scope="prototype">
122.    
123. </bean>}
124. }
126. class SessionBean {
127. <bean id="myBean"  scope="prototype">
128.    
129. </bean>private String id;
131. <bean id="myBean"  scope="prototype">
132.    
133. </bean>public SessionBean() {
134. <bean id="myBean"  scope="prototype">
135.    
136. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
137.    
138. </bean>this.id = UUID.randomUUID().toString();
139. <bean id="myBean"  scope="prototype">
140.    
141. </bean>}
143. <bean id="myBean"  scope="prototype">
144.    
145. </bean>public String getId() {
146. <bean id="myBean"  scope="prototype">
147.    
148. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
149.    
150. </bean>return id;
151. <bean id="myBean"  scope="prototype">
152.    
153. </bean>}
154. }

复制代码

controller 代码：

1. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
2. import org.springframework.context.ApplicationContext;
3. import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
4. import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
6. @RestController
7. public class ScopeController {
8. <bean id="myBean"  scope="prototype">
9.    
10. </bean>@Autowired
11. <bean id="myBean"  scope="prototype">
12.    
13. </bean>private SingletonBean singletonBean;
15. <bean id="myBean"  scope="prototype">
16.    
17. </bean>@Autowired
18. <bean id="myBean"  scope="prototype">
19.    
20. </bean>private ApplicationContext context;
22. <bean id="myBean"  scope="prototype">
23.    
24. </bean>@GetMapping("/singleton")
25. <bean id="myBean"  scope="prototype">
26.    
27. </bean>public String singletonCount() {
28. <bean id="myBean"  scope="prototype">
29.    
30. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
31.    
32. </bean>singletonBean.increment();
33. <bean id="myBean"  scope="prototype">
34.    
35. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
36.    
37. </bean>return "Singleton Count: " + singletonBean.getCount();
38. <bean id="myBean"  scope="prototype">
39.    
40. </bean>}
42. <bean id="myBean"  scope="prototype">
43.    
44. </bean>@GetMapping("/prototype")
45. <bean id="myBean"  scope="prototype">
46.    
47. </bean>public String prototypeGet() {
48. <bean id="myBean"  scope="prototype">
49.    
50. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
51.    
52. </bean>PrototypeBean prototypeBean = context.getBean(PrototypeBean.class);
53. <bean id="myBean"  scope="prototype">
54.    
55. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
56.    
57. </bean>return "Prototype ID: " + prototypeBean.getId();
58. <bean id="myBean"  scope="prototype">
59.    
60. </bean>}
62. <bean id="myBean"  scope="prototype">
63.    
64. </bean>@GetMapping("/session")
65. <bean id="myBean"  scope="prototype">
66.    
67. </bean>public String sessionGet() {
68. <bean id="myBean"  scope="prototype">
69.    
70. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
71.    
72. </bean>SessionBean prototypeBean = context.getBean(SessionBean.class);
73. <bean id="myBean"  scope="prototype">
74.    
75. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
76.    
77. </bean>return "Session ID: " + prototypeBean.getId();
78. <bean id="myBean"  scope="prototype">
79.    
80. </bean>}
81. }

复制代码

• Singleton（单例）的属性连续增加，也就是说访问到的SingletonBean每次都是同一个对象。访问/singleton接口的返回是这样的：
  

1. 1
2. 2
3. 3

复制代码

• Prototype（原型）的属性每次都是不一样的，也就是阐明id每次都是调用构造器新创建的。访问/prototype接口的返回是这样的：
  

1. Prototype ID: 3ea5af10-ddce-4a89-ad3c-3f07a764f179
2. Prototype ID: 7e6e9fe8-c0dc-423e-b282-96b7f8087dac
3. Prototype ID: 7aca1000-484d-46e8-80f7-d444a5a04f49

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• Session（会话）的属性同一窗口是一样的，开启无痕窗口或者其他浏览器就不一样。访问/session接口的返回是这样的：
  

1. Prototype ID: 7aca1000-484d-46e8-80f7-d444a5a04f49
2. Prototype ID: 7aca1000-484d-46e8-80f7-d444a5a04f49
3. # 开启新的窗口后
4. Session ID: bd22d310-29e5-4004-8555-9678c08275f0
5. Session ID: bd22d310-29e5-4004-8555-9678c08275f0

复制代码

可以直接把样例代码复制到例子里面验证测试。这样我们就对BeanScope作用域有个直观的感受。
自定义一个 Bean Scope

接下来通过实现一个自定义作用域来感受下Bean的作用域原理。
在 Spring 框架中，除了预定义的几种作用域（如 singleton、prototype 等）外，用户还可以自定义作用域以满足特定的业务需求。
自定义作用域允许控制 Bean 的创建、缓存和销毁逻辑，以适应特定的场景，如基于特定条件的实例化策略、自定义生命周期管理等。
自定义步骤：

• 定义作用域接口：首先，必要实现org.springframework.beans.factory.config.Scope接口，该接口定义了 Bean 作用域的基本行为。
  
• 实现逻辑：在自定义的 Scope 接口实现中，必要覆盖get、remove和registerDestructionCallback方法，分别用于获取 Bean 实例、移除 Bean 实例以及注册销毁回调。
  
• 注册作用域：在 Spring 配置中注册的自定义作用域，使其可被容器识别和使用。
  
• 使用自定义作用域：在 Bean 定义中通过@Scope注解指定使用自定义的作用域名称。
  

自定义作用域实现

首先自定义作用域实现，也就是实现接口org.springframework.beans.factory.config.Scope。

1. import org.springframework.beans.factory.ObjectFactory;
2. import org.springframework.beans.factory.config.Scope;
4. import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
5. import java.util.Map;
6. import java.util.UUID;
8. public class CustomScope implements Scope {
9. <bean id="myBean"  scope="prototype">
10.    
11. </bean>public final static String CUSTOM_SCOPE_NAME = "custom";
12. <bean id="myBean"  scope="prototype">
13.    
14. </bean>private final Map<String, Object> scopedObjects = new ConcurrentHashMap<>();
15. <bean id="myBean"  scope="prototype">
16.    
17. </bean>private final Map<String, Runnable> destructionCallbacks = new ConcurrentHashMap<>();
19. <bean id="myBean"  scope="prototype">
20.    
21. </bean>@Override
22. <bean id="myBean"  scope="prototype">
23.    
24. </bean>public Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory) {
25. <bean id="myBean"  scope="prototype">
26.    
27. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
28.    
29. </bean>Object scopedObject = scopedObjects.get(name);
30. <bean id="myBean"  scope="prototype">
31.    
32. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
33.    
34. </bean>if (scopedObject == null) {
35. <bean id="myBean"  scope="prototype">
36.    
37. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
38.    
39. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
40.    
41. </bean>scopedObject = objectFactory.getObject();
42. <bean id="myBean"  scope="prototype">
43.    
44. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
45.    
46. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
47.    
48. </bean>scopedObjects.put(name, scopedObject);
49. <bean id="myBean"  scope="prototype">
50.    
51. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
52.    
53. </bean>}
54. <bean id="myBean"  scope="prototype">
55.    
56. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
57.    
58. </bean>return scopedObject;
59. <bean id="myBean"  scope="prototype">
60.    
61. </bean>}
63. <bean id="myBean"  scope="prototype">
64.    
65. </bean>@Override
66. <bean id="myBean"  scope="prototype">
67.    
68. </bean>public Object remove(String name) {
69. <bean id="myBean"  scope="prototype">
70.    
71. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
72.    
73. </bean>scopedObjects.remove(name);
74. <bean id="myBean"  scope="prototype">
75.    
76. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
77.    
78. </bean>Runnable callback = destructionCallbacks.remove(name);
79. <bean id="myBean"  scope="prototype">
80.    
81. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
82.    
83. </bean>if (callback != null) {
84. <bean id="myBean"  scope="prototype">
85.    
86. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
87.    
88. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
89.    
90. </bean>callback.run();
91. <bean id="myBean"  scope="prototype">
92.    
93. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
94.    
95. </bean>}
96. <bean id="myBean"  scope="prototype">
97.    
98. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
99.    
100. </bean>return null;
101. <bean id="myBean"  scope="prototype">
102.    
103. </bean>}
105. <bean id="myBean"  scope="prototype">
106.    
107. </bean>@Override
108. <bean id="myBean"  scope="prototype">
109.    
110. </bean>public void registerDestructionCallback(String name, Runnable callback) {
111. <bean id="myBean"  scope="prototype">
112.    
113. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
114.    
115. </bean>destructionCallbacks.put(name, callback);
116. <bean id="myBean"  scope="prototype">
117.    
118. </bean>}
120. <bean id="myBean"  scope="prototype">
121.    
122. </bean>@Override
123. <bean id="myBean"  scope="prototype">
124.    
125. </bean>public Object resolveContextualObject(String key) {
126. <bean id="myBean"  scope="prototype">
127.    
128. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
129.    
130. </bean>// 可以根据需要实现上下文对象解析逻辑
131. <bean id="myBean"  scope="prototype">
132.    
133. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
134.    
135. </bean>return null;
136. <bean id="myBean"  scope="prototype">
137.    
138. </bean>}
140. <bean id="myBean"  scope="prototype">
141.    
142. </bean>@Override
143. <bean id="myBean"  scope="prototype">
144.    
145. </bean>public String getConversationId() {
146. <bean id="myBean"  scope="prototype">
147.    
148. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
149.    
150. </bean>// 返回一个唯一的标识，用于区分作用域上下文
151. <bean id="myBean"  scope="prototype">
152.    
153. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
154.    
155. </bean>return UUID.randomUUID().toString();
156. <bean id="myBean"  scope="prototype">
157.    
158. </bean>}
159. }

复制代码

可以看到Scope接口其实是对Bean的全生命周期进行管理，包括获取get、缓存和销毁remove和销毁回调等逻辑。这也是作用域的核心原理。
Spring6怎么实现的Scope

这里以org.springframework.web.context.request.RequestScope 为例子来理解Spring6怎么实现BeanScope的。
得益于Spring框架的抽象和封装，这个类的实现代码并没有多少。

• RequestScope extends AbstractRequestAttributesScope 核心实现在这个类 AbstractRequestAttributesScope。
  
• get获取对象方法，其中对象的存储放在了ThreadLocal中，也就是RequestContextHolder这个类的核心。
  

1. /**
2. * 根据名称获取对象，如果当前请求属性中没有该对象，则使用对象工厂创建一个对象，并将其设置到请求属性中
3. * 然后再次获取该对象，以便进行隐式会话属性更新。作为额外的好处，我们还允许在获取属性级别进行潜在的装饰。
4. * 如果再次获取到的对象不为空（预期情况），则只使用该对象。如果它同时消失了，我们则返回本地创建的实例。
5. */
6. public Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory) {
7. <bean id="myBean"  scope="prototype">
8.    
9. </bean>// 获取当前请求的属性
10. <bean id="myBean"  scope="prototype">
11.    
12. </bean>RequestAttributes attributes = RequestContextHolder.currentRequestAttributes();
13. <bean id="myBean"  scope="prototype">
14.    
15. </bean>// 根据名称和作用域获取对象
16. <bean id="myBean"  scope="prototype">
17.    
18. </bean>Object scopedObject = attributes.getAttribute(name, getScope());
19. <bean id="myBean"  scope="prototype">
20.    
21. </bean>if (scopedObject == null) {
22. <bean id="myBean"  scope="prototype">
23.    
24. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
25.    
26. </bean>// 使用对象工厂创建对象
27. <bean id="myBean"  scope="prototype">
28.    
29. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
30.    
31. </bean>scopedObject = objectFactory.getObject();
32. <bean id="myBean"  scope="prototype">
33.    
34. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
35.    
36. </bean>// 将创建的对象设置到请求属性中
37. <bean id="myBean"  scope="prototype">
38.    
39. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
40.    
41. </bean>attributes.setAttribute(name, scopedObject, getScope());
42. <bean id="myBean"  scope="prototype">
43.    
44. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
45.    
46. </bean>// 再次获取对象，进行隐式会话属性更新
47. <bean id="myBean"  scope="prototype">
48.    
49. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
50.    
51. </bean>// 并允许进行潜在的装饰
52. <bean id="myBean"  scope="prototype">
53.    
54. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
55.    
56. </bean>Object retrievedObject = attributes.getAttribute(name, getScope());
57. <bean id="myBean"  scope="prototype">
58.    
59. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
60.    
61. </bean>if (retrievedObject!= null) {
62. <bean id="myBean"  scope="prototype">
63.    
64. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
65.    
66. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
67.    
68. </bean>// 只使用再次获取到的对象（如果仍然存在，这是预期情况）
69. <bean id="myBean"  scope="prototype">
70.    
71. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
72.    
73. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
74.    
75. </bean>// 如果它同时消失了，我们则返回本地创建的实例
76. <bean id="myBean"  scope="prototype">
77.    
78. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
79.    
80. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
81.    
82. </bean>scopedObject = retrievedObject;
83. <bean id="myBean"  scope="prototype">
84.    
85. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
86.    
87. </bean>}
88. <bean id="myBean"  scope="prototype">
89.    
90. </bean>}
91. <bean id="myBean"  scope="prototype">
92.    
93. </bean>// 返回获取到的对象
94. <bean id="myBean"  scope="prototype">
95.    
96. </bean>return scopedObject;
97. }

复制代码

• remove 方法也是差不多的。借助工具类RequestContextHolder将缓存在ThreadLocal中的对象移除。
  

1. /**
2. * 移除指定名称的对象，如果当前请求属性中存在该对象，则将其从请求属性中移除并返回该对象；否则返回 null
3. */
4. public Object remove(String name) {
5. <bean id="myBean"  scope="prototype">
6.    
7. </bean>// 获取当前请求的属性
8. <bean id="myBean"  scope="prototype">
9.    
10. </bean>RequestAttributes attributes = RequestContextHolder.currentRequestAttributes();
11. <bean id="myBean"  scope="prototype">
12.    
13. </bean>// 根据名称和作用域获取对象
14. <bean id="myBean"  scope="prototype">
15.    
16. </bean>Object scopedObject = attributes.getAttribute(name, getScope());
17. <bean id="myBean"  scope="prototype">
18.    
19. </bean>if (scopedObject!= null) {
20. <bean id="myBean"  scope="prototype">
21.    
22. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
23.    
24. </bean>// 将该对象从请求属性中移除
25. <bean id="myBean"  scope="prototype">
26.    
27. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
28.    
29. </bean>attributes.removeAttribute(name, getScope());
30. <bean id="myBean"  scope="prototype">
31.    
32. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
33.    
34. </bean>// 返回移除的对象
35. <bean id="myBean"  scope="prototype">
36.    
37. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
38.    
39. </bean>return scopedObject;
40. <bean id="myBean"  scope="prototype">
41.    
42. </bean>} else {
43. <bean id="myBean"  scope="prototype">
44.    
45. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
46.    
47. </bean>// 返回 null
48. <bean id="myBean"  scope="prototype">
49.    
50. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
51.    
52. </bean>return null;
53. <bean id="myBean"  scope="prototype">
54.    
55. </bean>}
56. }

复制代码

注册自定义作用域

注册作用域，必要通过BeanFactory的registerScope方法进行注册。

1. import org.springframework.beans.BeansException;
2. import org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor;
3. import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory;
4. import org.springframework.stereotype.Component;
6. @Component
7. public class ScopeBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
8. <bean id="myBean"  scope="prototype">
9.    
10. </bean>@Override
11. <bean id="myBean"  scope="prototype">
12.    
13. </bean>public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
14. <bean id="myBean"  scope="prototype">
15.    
16. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
17.    
18. </bean>beanFactory.registerScope(CustomScope.CUSTOM_SCOPE_NAME, new CustomScope());
19. <bean id="myBean"  scope="prototype">
20.    
21. </bean>}
22. }

复制代码

验证自定义作用域结果

将Bean注册到Spring容器中，并使用自定义作用域。

1. public class MyScopeBean {
2. <bean id="myBean"  scope="prototype">
3.    
4. </bean>private String id;
6. <bean id="myBean"  scope="prototype">
7.    
8. </bean>public MyScopeBean() {
9. <bean id="myBean"  scope="prototype">
10.    
11. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
12.    
13. </bean>this.id = UUID.randomUUID().toString();
14. <bean id="myBean"  scope="prototype">
15.    
16. </bean>}
18. <bean id="myBean"  scope="prototype">
19.    
20. </bean>public String getId() {
21. <bean id="myBean"  scope="prototype">
22.    
23. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
24.    
25. </bean>return id;
26. <bean id="myBean"  scope="prototype">
27.    
28. </bean>}
29. }
31. import org.springframework.context.annotation.Bean;
32. import org.springframework.context.annotation.Configuration;
33. import org.springframework.context.annotation.Scope;
35. @Configuration
36. public class AppScopeConfig {
37. <bean id="myBean"  scope="prototype">
38.    
39. </bean>@Bean
40. <bean id="myBean"  scope="prototype">
41.    
42. </bean>@Scope(CustomScope.CUSTOM_SCOPE_NAME)
43. <bean id="myBean"  scope="prototype">
44.    
45. </bean>public MyScopeBean myBean() {
46. <bean id="myBean"  scope="prototype">
47.    
48. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
49.    
50. </bean>return new MyScopeBean();
51. <bean id="myBean"  scope="prototype">
52.    
53. </bean>}
54. }

复制代码

新建一个Controller，访问/customScope接口，返回自定义作用域的Bean实例。

1. @RestController
2. public class CustomScopeController {
3. <bean id="myBean"  scope="prototype">
4.    
5. </bean>@Autowired
6. <bean id="myBean"  scope="prototype">
7.    
8. </bean>private ApplicationContext context;
9. <bean id="myBean"  scope="prototype">
10.    
11. </bean>@GetMapping("/customScope")
12. <bean id="myBean"  scope="prototype">
13.    
14. </bean>public String customScope() {
15. <bean id="myBean"  scope="prototype">
16.    
17. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
18.    
19. </bean>MyScopeBean prototypeBean = context.getBean(MyScopeBean.class);
20. <bean id="myBean"  scope="prototype">
21.    
22. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
23.    
24. </bean>return "Prototype ID: " + prototypeBean.getId();
25. <bean id="myBean"  scope="prototype">
26.    
27. </bean>}
28. }

复制代码

访问的结果输出如下：

1. Session ID: bd22d310-29e5-4004-8555-9678c08275f0
2. Session ID: bd22d310-29e5-4004-8555-9678c08275f0
3. Session ID: bd22d310-29e5-4004-8555-9678c08275f0

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因为对象全局缓存到了一个MapscopedObjects，所以可以看到这个自定义作用域结果和单例模式基本同等的。
Bean Scope 的分类

Scope描述singleton(Default) 将单个 bean 定义作用域限定为 Spring IoC 容器中的单个对象实例。prototype将单个 bean 定义作用域限定为恣意数量的对象实例。request将单个 bean 定义作用域限定为单个 HTTP 请求的生命周期。也就是说，每个 HTTP 请求都有自己的一个基于单个 bean 定义创建的 bean 实例。仅在 Web-aware Spring ApplicationContext 上下文中有效。session将单个 bean 定义作用域限定为 HTTP Session 的生命周期。仅在 Web-aware Spring ApplicationContext 上下文中有效。application将单个 bean 定义作用域限定为 ServletContext 的生命周期。仅在 Web-aware Spring ApplicationContext 上下文中有效。websocket将单个 bean 定义作用域限定为 WebSocket 的生命周期。仅在 Web-aware Spring ApplicationContext 上下文中有效。其中singleton、prototype是比力常用的数据。
Bean Scope 的使用

可以通过在Spring的配置文件（如XML配置文件或Java注解）中指定@Scope注解或元素的scope属性来定义Bean的Scope。
其中@Scope注解可以是自定义的值或者如下常量：

• ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE
  
• ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON
  
• org.springframework.web.context.WebApplicationContext.SCOPE_REQUEST
  
• org.springframework.web.context.WebApplicationContext.SCOPE_SESSION
  

其中ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE是默认值。
例如：

1. import org.springframework.context.annotation.Scope;
2. import org.springframework.stereotype.Component;
3. import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableBeanFactory;
5. @Component
6. @Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON)
7. public class MyPrototypeBean {
8. <bean id="myBean"  scope="prototype">
9.    
10. </bean>// Bean内容
11. }

复制代码

或者使用XML配置：

1. <bean id="myBean"  scope="prototype">
2.    
3. </bean>

复制代码

选择合适的Bean Scope取决于应用步伐的需求。
为什么设计 Bean Scope

Spring 框架设计 Bean 作用域（Scope）的原因主要是为了提供灵活性和资源管理本事，以适应不同应用场景的需求。
不同的 Bean 作用域会影响 Bean 的生命周期、创建方式和在容器中的共享程度，从而影响应用的性能、内存占用和并发处置惩罚本事。
以下是 Spring 提供 Bean 作用域设计背后的主要原因：

• 资源优化：通过作用域设计，Spring 能够根据业务场景高效管理 Bean 的创建与销毁。例如，单例（Singleton）模式可以减少频繁创建实例的开销，原型（Prototype）模式则确保每次请求都得到新的实例，避免了共享状态问题。
  
• 并发处置惩罚：对于 Web 应用，特定作用域如请求（Request）和会话（Session）使得每个用户请求或会话都有独立的 Bean 实例，办理了并发用户数据隔离的问题，提高了应用的线程安全。
  
• 生命周期管理：不同的作用域允许开发者控制 Bean 的生命周期，比如通过自定义作用域实现复杂的生命周期管理逻辑。Spring 容器在 Bean 的创建、初始化、销毁等关键时候调用生命周期回调方法，增加了灵活性。
  
• 可测试性：通过作用域的设计，特别是原型模式，可以更容易地创建独立的测试环境，因为每次测试都能得到全新的实例，减少了测试间状态干扰。
  
• 扩展性：Spring 允许开发者自定义作用域，为特定的业务需求或架构设计提供定制化的 Bean 管理方式，增强了框架的扩展性和适应性。
  
• 内存管理：合理使用作用域可以减少内存消耗，例如，原型模式避免了单例 Bean 累积大量状态导致的内存泄漏风险，而请求作用域则确保请求结束后自动清算资源。
  

单例 bean 里面注入了原型 bean

当单例 Bean 中注入原型（Prototype）Bean 时，会出现一个问题：

• 单例 Bean 在整个应用生命周期中只创建一次。
  
• 而原型 Bean 本应每次请求时创建新实例。
  
• 但直接注入到单例 Bean 中时，现实上只会注入一次原型 Bean 的实例。
  
• 后续对该原型 Bean 的使用都将复用初次注入的同一个实例，这可能并不符合预期。
  

以下demo可以复现这种情况。
SpringBean的配置：

1. import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableBeanFactory;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;import org.springframework.context.annotation.Scope;@Configurationpublic class FaultAppConfig {<bean id="myBean"  scope="prototype">
2.    
3. </bean>@Bean<bean id="myBean"  scope="prototype">
4.    
5. </bean>@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)<bean id="myBean"  scope="prototype">
6.    
7. </bean>public PrototypeInjectBean prototypeInjectBean() {<bean id="myBean"  scope="prototype">
8.    
9. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
10.    
11. </bean>return new PrototypeInjectBean();<bean id="myBean"  scope="prototype">
12.    
13. </bean>}}

复制代码

单例SpringBean:

1. import java.util.UUID;public class PrototypeInjectBean {<bean id="myBean"  scope="prototype">
2.    
3. </bean>private String id;<bean id="myBean"  scope="prototype">
4.    
5. </bean>public PrototypeInjectBean() {<bean id="myBean"  scope="prototype">
6.    
7. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
8.    
9. </bean>this.id = UUID.randomUUID().toString();<bean id="myBean"  scope="prototype">
10.    
11. </bean>}<bean id="myBean"  scope="prototype">
12.    
13. </bean>public String getId() {<bean id="myBean"  scope="prototype">
14.    
15. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
16.    
17. </bean>return id;<bean id="myBean"  scope="prototype">
18.    
19. </bean>}}

复制代码

测试代码如下：

1. import org.springframework.beans.factory.ObjectProvider;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.beans.factory.annotation.Lookup;import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableBeanFactory;import org.springframework.context.ApplicationContext;import org.springframework.context.annotation.Scope;import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RestController@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON)public class PrototypeFaultController {<bean id="myBean"  scope="prototype">
2.    
3. </bean>final private PrototypeInjectBean prototypeInjectBean;<bean id="myBean"  scope="prototype">
4.    
5. </bean>protected PrototypeFaultController(PrototypeInjectBean prototypeInjectBean) {<bean id="myBean"  scope="prototype">
6.    
7. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
8.    
9. </bean>this.prototypeInjectBean = prototypeInjectBean;<bean id="myBean"  scope="prototype">
10.    
11. </bean>}<bean id="myBean"  scope="prototype">
12.    
13. </bean>/**<bean id="myBean"  scope="prototype">
14.    
15. </bean> * 原型作用域失效，每次返回同一个id<bean id="myBean"  scope="prototype">
16.    
17. </bean> * @return<bean id="myBean"  scope="prototype">
18.    
19. </bean> */<bean id="myBean"  scope="prototype">
20.    
21. </bean>@GetMapping("/prototypeDemo1")<bean id="myBean"  scope="prototype">
22.    
23. </bean>public String prototypeDemo1() {<bean id="myBean"  scope="prototype">
24.    
25. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
26.    
27. </bean>return "Prototype ID: " + prototypeInjectBean.getId();<bean id="myBean"  scope="prototype">
28.    
29. </bean>}}

复制代码

在不重启应用或者垃圾接纳的情况下，访问接口 /prototypeDemo1 原型 Bean 的id值始终是相同的。

1. Prototype ID: 11893ed8-608c-452b-b2e6-82bc70b5cf97
2. Prototype ID: 11893ed8-608c-452b-b2e6-82bc70b5cf97
3. Prototype ID: 11893ed8-608c-452b-b2e6-82bc70b5cf97

复制代码

那这种常用的使用场景遇到了该怎么办理呢？别急，Spring早已经给出了几种办理办法。
通过完善上面的测试代码给出3中办理方法。
修改完善后的代码如下：

1. import org.springframework.beans.factory.ObjectProvider;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.beans.factory.annotation.Lookup;import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableBeanFactory;import org.springframework.context.ApplicationContext;import org.springframework.context.annotation.Scope;import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RestController@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON)public abstract class PrototypeFaultController {<bean id="myBean"  scope="prototype">
2.    
3. </bean>@Autowired<bean id="myBean"  scope="prototype">
4.    
5. </bean>private ApplicationContext context;<bean id="myBean"  scope="prototype">
6.    
7. </bean>@Autowired<bean id="myBean"  scope="prototype">
8.    
9. </bean>private ObjectProvider prototypeBeanProvider;<bean id="myBean"  scope="prototype">
10.    
11. </bean>final private PrototypeInjectBean prototypeInjectBean;<bean id="myBean"  scope="prototype">
12.    
13. </bean>protected PrototypeFaultController(PrototypeInjectBean prototypeInjectBean) {<bean id="myBean"  scope="prototype">
14.    
15. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
16.    
17. </bean>this.prototypeInjectBean = prototypeInjectBean;<bean id="myBean"  scope="prototype">
18.    
19. </bean>}<bean id="myBean"  scope="prototype">
20.    
21. </bean>/**<bean id="myBean"  scope="prototype">
22.    
23. </bean> * 原型作用域失效，每次返回同一个id<bean id="myBean"  scope="prototype">
24.    
25. </bean> * @return<bean id="myBean"  scope="prototype">
26.    
27. </bean> */<bean id="myBean"  scope="prototype">
28.    
29. </bean>@GetMapping("/prototypeDemo1")<bean id="myBean"  scope="prototype">
30.    
31. </bean>public String prototypeDemo1() {<bean id="myBean"  scope="prototype">
32.    
33. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
34.    
35. </bean>return "Prototype ID: " + prototypeInjectBean.getId();<bean id="myBean"  scope="prototype">
36.    
37. </bean>}<bean id="myBean"  scope="prototype">
38.    
39. </bean>/**<bean id="myBean"  scope="prototype">
40.    
41. </bean> * 使用实例工厂方法注入获取原型Bean，每次返回不同id<bean id="myBean"  scope="prototype">
42.    
43. </bean> * @return<bean id="myBean"  scope="prototype">
44.    
45. </bean> */<bean id="myBean"  scope="prototype">
46.    
47. </bean>@GetMapping("/prototypeDemo2")<bean id="myBean"  scope="prototype">
48.    
49. </bean>public String prototypeDemo2() {<bean id="myBean"  scope="prototype">
50.    
51. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
52.    
53. </bean>PrototypeInjectBean prototypeBean = context.getBean(PrototypeInjectBean.class);<bean id="myBean"  scope="prototype">
54.    
55. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
56.    
57. </bean>return "Prototype ID: " + prototypeBean.getId();<bean id="myBean"  scope="prototype">
58.    
59. </bean>}<bean id="myBean"  scope="prototype">
60.    
61. </bean>/**<bean id="myBean"  scope="prototype">
62.    
63. </bean> * Spring 提供了`ObjectProvider`接口（继承自`Provider`接口），它允许延迟查找和实例化 Bean，非常适合在单例 Bean 中按需获取原型 Bean 的新实例。<bean id="myBean"  scope="prototype">
64.    
65. </bean> * @return<bean id="myBean"  scope="prototype">
66.    
67. </bean> */<bean id="myBean"  scope="prototype">
68.    
69. </bean>@GetMapping("/prototypeDemo4")<bean id="myBean"  scope="prototype">
70.    
71. </bean>public String prototypeDemo4() {<bean id="myBean"  scope="prototype">
72.    
73. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
74.    
75. </bean>return "Prototype ID: " + prototypeBeanProvider.getObject().getId();<bean id="myBean"  scope="prototype">
76.    
77. </bean>}<bean id="myBean"  scope="prototype">
78.    
79. </bean>/**<bean id="myBean"  scope="prototype">
80.    
81. </bean> * 使用`@Lookup`注解获取原型Bean，每次返回不同id<bean id="myBean"  scope="prototype">
82.    
83. </bean> * @return<bean id="myBean"  scope="prototype">
84.    
85. </bean> */<bean id="myBean"  scope="prototype">
86.    
87. </bean>@GetMapping("/prototypeDemo5")<bean id="myBean"  scope="prototype">
88.    
89. </bean>public String prototypeDemo5() {<bean id="myBean"  scope="prototype">
90.    
91. </bean><bean id="myBean"  scope="prototype">
92.    
93. </bean>return "Prototype ID: " + getPrototypeBean().getId();<bean id="myBean"  scope="prototype">
94.    
95. </bean>}<bean id="myBean"  scope="prototype">
96.    
97. </bean>@Lookup<bean id="myBean"  scope="prototype">
98.    
99. </bean>public abstract PrototypeInjectBean getPrototypeBean();}

复制代码

• 办理办法1： Spring 提供了ObjectProvider接口（继承自Provider接口），它允许延迟查找和实例化 Bean，非常适合在单例 Bean 中按需获取原型 Bean 的新实例。
  

通过访问接口/prototypeDemo4可以发现每次返回的id值是不同的。

• 办理办法2： 可以通过定义一个工厂方法来创建原型 Bean 的实例，然后在单例 Bean 中注入这个工厂方法，每次必要时调用工厂方法获取新实例。
  

通过访问接口/prototypeDemo2可以发现每次返回的id值是不同的。

• 办理办法3： 通过@Lookup注解，@Lookup注解是Spring框架中的一个特殊注解，用于在Spring容器中查找另一个Bean，并将其注入到当前Bean中。留意使用@Lookup注解的方法必须是抽象的（abstract）。
  

通过访问接口/prototypeDemo5可以发现每次返回的id值是不同的。
关于作者

来自一线全栈步伐员nine的探索与实践，连续迭代中。
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