【Spring】Bean的作用域与生命周期详情：请简述Spring的执行流程并分析Bean的生命周期？

前言

 我们都知道，Spring框架为开发人员提供了很多便捷，这使得开发人员能够更加专注于应用程序的核心业务逻辑，而不需要花费大量时间和精力在技术细节上。作为一个包含众多工具方法的IoC容器，存取JavaBean是其极为重要的一个环节。本文就对Spring中的Bean的作用域和生命周期详细展开，希望对读者有所帮助~

文章目录

1 问题引入

 首先，我们创建一个 Student 类，作为 Bean。通过 StudentBean 类中的 student 配合 @Bean 注解存储 Bean。而后，StudentController 依次先访问 Bean 后对其进行修改。
 最后，通过 StudentAdviceController 再次访问 Bean。观察 StudentAdviceController 访问的 Bean 是否为 StudentController 修改 Bean 之前的值。

预期结果：****我们希望 StudentController 对 Bean 的修改并不会影响 StudentAdviceController 对 Bean 的访问，然而事与愿违~

StudentBean

@ComponentpublicclassStudentBean{@BeanpublicStudentstudent(){Student student =newStudent();
        student.setName("黄小黄");
        student.setAge(17);
        student.setGender("男");return student;}}

StudentController

@ControllerpublicclassStudentController{@AutowiredprivateStudent student;publicvoidprintStudent(){System.out.println("studentController | student: "+ student);Student s = student;
        s.setName("李大明");System.out.println("studentController 修改后: "+student);}}

StudentAdviceController

@ControllerpublicclassStudentAdviceController{@AutowiredprivateStudent student;publicvoidprintStudent(){System.out.println("studentAdviceController | student: "+ student);}}

主方法

publicstaticvoidmain(String[] args){ApplicationContext context =newClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml");StudentController studentController =
                context.getBean("studentController",StudentController.class);StudentAdviceController studentAdviceController =
                context.getBean("studentAdviceController",StudentAdviceController.class);
        studentController.printStudent();
        studentAdviceController.printStudent();}

案例结果

可见，studentController 对 Bean 修改后，studentAdviceController 访问的是修改后的 Bean，这与预期不符。为了达到预期，我们还需要了解 Spring 中 Bean 的作用域~

2 Bean 的作用域

2.1 作用域及 Bean 的 6 种作用域

何为作用域？

作用域（Scope）是指在编程语言中，定义变量时可以被访问的区域。作用域规定了变量的可见性和访问权限，即定义一个变量或函数时，该变量或函数可以被访问的代码区域。在不同的编程语言中，作用域的具体实现方式可能会略有不同。常见的作用域有全局作用域、函数作用域、块级作用域等。

而我们所说的，Bean 的作⽤域是指 Bean 在 Spring 整个框架中的某种⾏为模式

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。对于前 4 种，需要重点掌握，后两种了解即可~

1. singleton：单例作⽤域（默认情况） 该作⽤域下的Bean在IoC容器中只存在⼀个实例。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。
2. prototype：原型作⽤域（多例作⽤域） 每次对该作⽤域下的Bean的请求都会创建新的实例。即，获取与装配Bean都是新的对象的实例。通常有状态的Bean使⽤该作⽤域。
3. request：请求作⽤域 每次http请求会创建新的Bean实例，⼀次http的请求和响应的共享Bean。
4. session：会话作⽤域 在⼀个http session中，定义⼀个Bean实例 ，是⽤户会话的共享Bean。⽐如：记录⼀个⽤户的登录信息、购物车信息等。
5. application：全局作⽤域 在⼀个http servlet Context中，定义⼀个Bean实例。Web应⽤的上下⽂信息，⽐如：记录⼀个应⽤的共享信息。
6. websocket：HTTP WebSocket 作⽤域 在⼀个HTTP WebSocket的⽣命周期中，定义⼀个Bean实例。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。

单例作用域与全局作用域的区别？
单例作用域意味着在容器中，每一个Bean只会被创建一次，并且所有的请求都会返回同一实例。而全局作用域与单例作用域不同，在全局作用域下，Bean 被创建一次后，会在整个应用程序的上下文中共享使用，即每一个请求返回的都是同一个实例。
单例作用域适用于那些状态较少或无状态的 Bean，例如数据操作工具类、服务层、控制器等。而全局作用域适用于需要在多个应用程序和多个线程中共享的 Bean，例如线程池、连接池等。但是由于全局作用域可能会对应用程序的性能产生负面影响，它不应该被滥用。因此，应该在使用全局作用域的时候，慎重考虑后再决定使用。

• singleton 是 Spring Core 的作⽤域；application 是 Spring Web 中的作⽤域
• singleton 作⽤于 IoC 的容器，⽽ application 作⽤于 Servlet 容器。

2.2 Spring 中设置作用域

我们可以使用

@Scope

标签来声明 Bean 的作⽤域。

@Scope

标签既可以修饰⽅法也可以修饰类，并且，有两种设置⽅式。这里以设置作用域为 prototype 为例：

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

2.3 对案例中的代码进行修改

只需要将案例中 Bean 的作用域设置成 prototype 即可~

修改后的 StudentBean 代码如下：

@ComponentpublicclassStudentBean{@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)@BeanpublicStudentstudent(){Student student =newStudent();
        student.setName("黄小黄");
        student.setAge(17);
        student.setGender("男");return student;}}

至此，运行结果达到预期，即 A 类对 Bean 的修改并不会影响 B 对 Bean 的读取~

3 Spring 的执行流程及 Bean 的生命周期

3.1 Spring 的执行流程

Spring 的执行流程大致如下：
启动 Spring 容器 -> 根据配置完成 Bean 的初始化 -> Bean 注册到 Spring 容器中（存操作） -> 将 Bean 装配到需要的类中（取操作）

3.2 Bean 的生命周期及常见问题

生命周期指的是 **一个对象从创建到销毁的全过程~**，这里所说的 Bean 的生命周期，是指 Bean 从创建到使用再到销毁的完整过程。

1. 实例化(对应JVM中的“加载”)：从无到有，将字节码转换成内存中的对象，只是分配了内存 eg:买了一套毛坯房
2. 设置属性（Bean注入和装配）eg:购买装修材料（引入外部资源)
3. 初始化****eg:对房子的装修 a)各种通知 eg:打电话给各个装修的师傅来施工 b)初始化的前置工作 eg:师傅达到现场，先勘察环境，制定装修方案，比如测量房子的面积等~ c)进行初始化工作（两种方式：注解或者xml。使用注解@PostConstruct 初始化、使用(xml) init-method 初始化）eg:两类师傅进行装修：水工、瓦工、电工等。
4. 使用Bean eg:房子可以住人了
5. 销毁Bean eg:卖房

具体图示如下：

question1. Bean 实例化与 Bean 初始化的区别？
答： Bean 实例化和 Bean 初始化都是 Spring 容器处理 Bean 生命周期中的不同阶段。

• Bean 实例化是指 Spring 容器创建 Bean 实例的过程，即根据配置的 Bean 定义、类信息和构造函数等，创建一个 Bean 实例并放入容器中管理。这个过程包括实例化 Bean、调用构造函数、注入依赖等。
• Bean 初始化是指在 Bean 实例创建完成之后，Spring 容器调用特定的方法对 Bean 进行初始化配置的过程。这些特定的方法可以是自定义的方法，也可以是 Spring 提供的初始化方法，比如：InitializingBean 接口的 afterPropertiesSet() 方法和 @PostConstruct 注解等。在这个阶段，可以为 Bean 配置一些属性、调用一些初始化方法等。

question2. 为什么先设置属性而后再初始化？
答： 在 Bean 的生命周期中，先设置属性再初始化，是因为在 Spring IoC 容器中，Bean 的创建和初始化分为两个阶段，即 Bean 的实例化和属性注入阶段，和 Bean 的初始化阶段。在实例化阶段，Spring IoC 容器会先创建 Bean 的实例对象，但此时 Bean 的属性还未被注入。接着，Spring IoC 容器调用 Bean 的 set 方法注入属性值。当所有属性都被注入后，Spring IoC 容器才会执行 Bean 的初始化方法。因此，先设置属性而后再初始化。

写在最后

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