Spring中Bean的作用域

一、Bean作用域的种类

通过spring容器创建一个Bean实例时，不仅可以完成Bean实例的实例化，还可以为Bean指定特定的作用域。Spring支持如下几种作用域：

• singleton：单例模式，在整个Spring IoC容器中，使用singleton定义的Bean将只有一个实例

• prototype：原型模式，每次通过容器的getBean方法获取prototype定义的Bean时，都将产生一个新的Bean实例

• request：对于每次HTTP请求，使用request定义的Bean都将产生一个新实例，即每次HTTP请求将会产生不同的Bean实例。

• session：对于每次HTTP Session，使用session定义的Bean都将产生一个新实例。

• globalsession：每个全局的HTTP Session，使用session定义的Bean都将产生一个新实例。典型情况下，仅在使用portlet context的时候有效。

• application

• websocket

除了singleton和 prototype模式以外，剩下的模式只有在Web应用中使用Spring时，该作用域才有效

二、详细介绍

2.1 singleton

singleton（单例）是Spring 中 Bean默认的作用域。若一个bean的作用域是单例的，那么每个IoC容器只会对该bean创建一个实例对象。所有对这个bean的依赖，以及获取这个bean的代码，拿到的都是同一个bean实例。Spring容器在创建这个bean后，会将它缓存在容器中（放在一个ConcurrentHashMap中）。Spring中的bean不是线程安全的，所以只有在我们只关注bean能够提供的功能，而不在意它的状态时，才应该使用这个作用域。

注意：

这里所说的单例，和设计模式中所提到的单例模式不同。设计模式中的单例，是强制一个类有且只有一个对象，我们如果不通过特殊的手段，将无法为这个单例类创建多个对象。而Spring中的单例作用域不同，这里的单例指的是在一个Spring容器中，只会缓存bean的唯一对象，所有通过容器获取这个bean的方式，最终拿到的都是同一个对象。但是在不同的Spring容器中，每一个Spring容器都可以拥有单例bean的一个实例对象，也就是说，这里的单例限定在一个Spring容器中，而不是整个应用程序。并且我们依然可以通过new的方式去自己创建bean。

2.2 prototype

prototype 可以理解为多例。若一个bean的作用域是prototype，那么Spring容器并不会缓存创建的bean，程序中每一次获取这个bean时，容器都会重新实例化一个bean对象。通常，如果我们需要使用bean的状态（属性），且这个状态是会改变的，那么我们就可以将它配置为这个作用域，以解决线程安全的问题。因为对于单例bean来说，多个线程共享它的可变属性，会存在线程安全问题。

如果bean的作用域是prototype的，那么容器在创建完这个bean后，并不会将它保存在容器中，这也就意味着，Spring容器并不能为我们做这个对象的销毁工作。此时我们可以通过Spring提供的接口，自定义一个后处理器，然后将这些bean的引用存储在这个后处理器中，当容器回调这个后处理器的方法时，我们可以在方法中通过提前存储的bean的引用，将它们销毁。

2.3 request

request 作用域将bean的使用范围限定在一个http请求中，对于每一个请求，都会单独创建一个bean，若请求结束，bean也会随之销毁。使用request作用域一般不会存在线程安全问题，因为在Web应用中，每个请求都是由一个单独的线程进行处理，所有线程之间并不会共享bean，从而不会存在线程安全的问题。

这个作用域只能使用在Web应用中。如果使用的是注解扫描配置bean，那么在bean所属的类上使用@RequestScope注解即可使用此作用域，若是基于xml文件，则通过bean的scope配置项：

<bean id="userPreferences" class="com.foo.UserPreferences" scope="request"/>

2.4 session

session 作用域将bean的使用范围限定在一次http会话中，对于每一个会话，Spring容器都会创建一个单独的bean，若session被销毁，则bean也随之销毁。我们可以修改bean的状态，这个修改只对当前会话可见，但是是否线程安全呢？Spring文档中并未提及，但我认为不是线程安全的，因为每一个session可以对应于多个request，这些请求不一定就是串行执行的，比如说用户打开多个界面，同时进行多次操作，那后台将同时处理同一个session的多个request，此时并不能保证bean的线程安全。

与request作用域一样，session作用域只能使用在Web应用中。可以使用@SessionScope将bean指定为session作用域，或xml配置方式：

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

2.6 globalSession

globalSession 作用域的效果与session作用域类似，但只适用于基于portlet的web应用程序中。Portlet规范定义了globalSession的概念，该概念在组成单个Portlet Web应用程序的所有Portlet之间共享。Spring文档中提到，如果在基于Servlet的web应用程序中使用globalSession作用域，实际上容器使用session作用域进行处理。

该作用域也只在web应用中有效，具体是在基于portlet的应用中有效。使用方式基于xml：

<bean id="userPreferences" class="com.foo.UserPreferences" scope="globalSession"/>

2.7 application

学过Servlet的应该对application作用域有所了解，在Servlet程序中，有一个全局的ServletContext对象，这个对象被整个web应用所共享，可以通过setAttribute方法向其中添加全局共享的数据。而Spring中，application作用域就是这么实现的，作用域为application的bean，将会被作为ServletContext的属性，存储在其中，然后可以被全局访问，而且一个ServletContext只会存储这个bean的一个实例对象。ServletContext被销毁，这个bean自然也跟着被销毁。这好像有点类似于singleton这个作用域，但是也有一些区别。单例bean是一个Spring只会创建一个，而这里的却是每个ServletContext包含一个，不论有多少Spring容器，bean的数量只取决于ServletContext，而且单例bean只能通过容器去获取，是隐式的，而这种作用域的bean却是公开的，存储在ServletContext中，可直接通过ServletContext获取。

application作用域也只能用于web应用中。可以通过@ApplicationScope注解，或xml配置文件：

<bean id="appPreferences" class="com.foo.AppPreferences" scope="application"/>

2.8 websocket

websocket 是一种应用层的通信协议，它提供应用层的全双工通信。而Spring提供对websocket协议的支持，于是就有了这么一个作用域。在Spring官方文档中并没有对这个作用域进行详细描述，可以通过名称推断出来。若一个bean的作用域为websocket，则只作用于一次websocket通信，若连接被释放，则bean自然也会被销毁。

2.9 单例Bean依赖于多例Bean

在我们的应用程序中，可能有这样一种情况，一个作用域为singleton的bean，有一个或多个作用域为prototype的bean，此时将会发生什么问题。对于单例bean来说，属性注入只会发生在创建这个bean的过程中，这也就意味着，单例bean只会经历一次属性注入。也就是说，尽管这个单例bean的属性是多例的，但是由于只有一次注入，所以后续使用到的这个多例属性，永远都是同一个。此时多例就失去了意义。那该如何解决呢？

方法主要有两种：

1. 方法一：对于单例bean的多例属性，我们不让Spring容器帮我们自动注入，而是我们自己编写一个工厂方法，在方法中通过getBean等方式，手动地向容器请求这个多例bean。由于bean是多例的，每一次getBean，实际上返回的都是一个新的实例对象。而在单例bean需要用到这个多例bean时，通过工厂方法获取。但是这种方式比较麻烦，也不利于维护。

2. 方法二：使用Spring提供了的方法注入机制解决这个问题。

三、总结

比较常用的是singleton和prototype两种作用域。对于singleton作用域的Bean，每次请求该Bean都将获得相同的实例。容器负责跟踪Bean实例的状态，负责维护Bean实例的生命周期行为；如果一个Bean被设置成prototype作用域，程序每次请求该id的Bean，Spring都会新建一个Bean实例，然后返回给程序。在这种情况下，Spring容器仅仅使用new 关键字创建Bean实例，一旦创建成功，容器不在跟踪实例，也不会维护Bean实例的状态。

如果不指定Bean的作用域，Spring默认使用singleton作用域。Java在创建Java实例时，需要进行内存申请；销毁实例时，需要完成垃圾回收，这些工作都会导致系统开销的增加。因此，prototype作用域Bean的创建、销毁代价比较大。而singleton作用域的Bean实例一旦创建成功，可以重复使用。因此，除非必要，否则尽量避免将Bean被设置成prototype作用域。