Spring中Bean的作用域和生命周期

作用域的种类

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。Spring3 为 Bean 定义了五种作用域，具体如下。

1）singleton

单例模式，使用 singleton 定义的 Bean 在 Spring 容器中只有一个实例，这也是 Bean 默认的作用域。

2）prototype

原型模式，每次通过 Spring 容器获取 prototype 定义的 Bean 时，容器都将创建一个新的 Bean 实例。

3）request

在一次 HTTP 请求中，容器会返回该 Bean 的同一个实例。而对不同的 HTTP 请求，会返回不同的实例，该作用域仅在当前 HTTP Request 内有效。

4）session

在一次 HTTP Session 中，容器会返回该 Bean 的同一个实例。而对不同的 HTTP 请求，会返回不同的实例，该作用域仅在当前 HTTP Session 内有效。

5）global Session

在一个全局的 HTTP Session 中，容器会返回该 Bean 的同一个实例。该作用域仅在使用 portlet context 时有效。

在上述五种作用域中，singleton 和 prototype 是最常用的两种，接下来将对这两种作用域进行详细讲解。

singleton 作用域

singleton 是 Spring 容器默认的作用域，当一个 Bean 的作用域为 singleton 时，Spring 容器中只会存在一个共享的 Bean 实例，并且所有对 Bean 的请求，只要 id 与该 Bean 定义相匹配，就只会返回 Bean 的同一个实例。

通常情况下，这种单例模式对于无会话状态的 Bean（如 DAO 层、Service 层）来说，是最理想的选择。

在 Spring 配置文件中，可以使用 <bean> 元素的 scope 属性，将 Bean 的作用域定义成 singleton，其配置方式如下所示：

<bean id="person" class="com.mengma.scope.Person" scope="singleton"/>

在项目的 src 目录下创建一个名为 com.mengma.scope 的包，在该包下创建 Person 类，类中不需要添加任何成员，然后创建 Spring 的配置文件 applicationContext.xml，将上述 Bean 的定义方式写入配置文件中，最后创建一个名为 PersonTest 的测试类，编辑后如下所示。

package com.mengma.scope;

import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class PersonTest {
@Test
public void test() {
// 定义Spring配置文件路径
String xmlPath = "com/mengma/scope/applicationContext.xml";
// 初始化Spring容器，加载配置文件，并对bean进行实例化
ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext(
xmlPath);
// 输出获得实例
System.out.println(applicationContext.getBean("person"));
System.out.println(applicationContext.getBean("person"));
}
}

使用 JUnit 测试运行 test() 方法，运行成功后，控制台的输出结果如图 1 所示。

图 1  输出结果

从图 1 中可以看到，两次输出的结果相同，这说明 Spring 容器只创建了一个 Person 类的实例。由于 Spring 容器默认作用域是 singleton，如果不设置 scope="singleton"，则其输出结果也将是一个实例。

prototype 作用域

使用 prototype 作用域的 Bean 会在每次请求该 Bean 时都会创建一个新的 Bean 实例。因此对需要保持会话状态的 Bean（如 Struts2 的 Action 类）应该使用 prototype 作用域。

在 Spring 配置文件中，要将 Bean 定义为 prototype 作用域，只需将 <bean> 元素的 scope 属性值定义成 prototype，其示例代码如下所示：

<bean id="person" class="com.mengma.scope.Person" scope="prototype"/>

将《singleton作用域》部分中的配置文件更改成上述代码形式后，再次运行 test() 方法，控制台的输出结果如图 2 所示。

图 2  输出结果

从图 2 的输出结果中可以看到，两次输出的结果并不相同，这说明在 prototype 作用域下，Spring 容器创建了两个不同的 Person 实例。

生命周期

而对于 prototype 作用域的 Bean，Spring 只负责创建，当容器创建了 Bean 的实例后，Bean 的实例就交给客户端代码管理，Spring 容器将不再跟踪其生命周期。每次客户端请求 prototype 作用域的 Bean 时，Spring 容器都会创建一个新的实例，并且不会管那些被配置成 prototype 作用域的 Bean 的生命周期。

了解 Spring 生命周期的意义就在于，可以利用 Bean 在其存活期间的指定时刻完成一些相关操作。这种时刻可能有很多，但一般情况下，会在 Bean 被初始化后和被销毁前执行一些相关操作。

在 Spring 中，Bean 的生命周期是一个很复杂的执行过程，我们可以利用 Spring 提供的方法定制 Bean 的创建过程。

当一个 Bean 被加载到 Spring 容器时，它就具有了生命，而 Spring 容器在保证一个 Bean 能够使用之前，会进行很多工作。Spring 容器中 Bean 的生命周期流程如图 1 所示。

图 1  Bean 的生命周期

Bean 生命周期的整个执行过程描述如下。

1）根据配置情况调用 Bean 构造方法或工厂方法实例化 Bean。

2）利用依赖注入完成 Bean 中所有属性值的配置注入。

3）如果 Bean 实现了 BeanNameAware 接口，则 Spring 调用 Bean 的 setBeanName() 方法传入当前 Bean 的 id 值。

4）如果 Bean 实现了 BeanFactoryAware 接口，则 Spring 调用 setBeanFactory() 方法传入当前工厂实例的引用。

5）如果 Bean 实现了 ApplicationContextAware 接口，则 Spring 调用 setApplicationContext() 方法传入当前 ApplicationContext 实例的引用。

6）如果 BeanPostProcessor 和 Bean 关联，则 Spring 将调用该接口的预初始化方法 postProcessBeforeInitialzation() 对 Bean 进行加工操作，此处非常重要，Spring 的 AOP 就是利用它实现的。

7）如果 Bean 实现了 InitializingBean 接口，则 Spring 将调用 afterPropertiesSet() 方法。

8）如果在配置文件中通过 init-method 属性指定了初始化方法，则调用该初始化方法。

9）如果 BeanPostProcessor 和 Bean 关联，则 Spring 将调用该接口的初始化方法 postProcessAfterInitialization()。此时，Bean 已经可以被应用系统使用了。

10）如果在 <bean> 中指定了该 Bean 的作用范围为 scope="singleton"，则将该 Bean 放入 Spring IoC 的缓存池中，将触发 Spring 对该 Bean 的生命周期管理；如果在 <bean> 中指定了该 Bean 的作用范围为 scope="prototype"，则将该 Bean 交给调用者，调用者管理该 Bean 的生命周期，Spring 不再管理该 Bean。

11）如果 Bean 实现了 DisposableBean 接口，则 Spring 会调用 destory() 方法将 Spring 中的 Bean 销毁；如果在配置文件中通过 destory-method 属性指定了 Bean 的销毁方法，则 Spring 将调用该方法对 Bean 进行销毁。

Spring 为 Bean 提供了细致全面的生命周期过程，通过实现特定的接口或 <bean> 的属性设置，都可以对 Bean 的生命周期过程产生影响。虽然可以随意配置 <bean> 的属性，但是建议不要过多地使用 Bean 实现接口，因为这样会导致代码和 Spring 的聚合过于紧密。