如何在 Spring 中自定义 scope

大家对于 Spring 的 scope 应该都不会默认。所谓 scope，字面理解就是“作用域”、“范围”，如果一个 bean 的 scope 配置为 singleton，则从容器中获取 bean 返回的对象都是相同的；如果 scope 配置为prototype，则每次返回的对象都不同。

一般情况下，Spring 提供的 scope 都能满足日常应用的场景。但如果你的需求极其特殊，则本文所介绍自定义 scope 合适你。

Spring 内置的 scope

默认时，所有 Spring bean 都是的单例的，意思是在整个 Spring 应用中，bean的实例只有一个。可以在 bean 中添加 scope 属性来修改这个默认值。scope 属性可用的值如下：

范围	描述
singleton	每个 Spring 容器一个实例（默认值）
prototype	允许 bean 可以被多次实例化（使用一次就创建一个实例）
request	定义 bean 的 scope 是 HTTP 请求。每个 HTTP 请求都有自己的实例。只有在使用有 Web 能力的 Spring 上下文时才有效
session	定义 bean 的 scope 是 HTTP 会话。只有在使用有 Web 能力的 Spring ApplicationContext 才有效
application	定义了每个 ServletContext 一个实例
websocket	定义了每个 WebSocket 一个实例。只有在使用有 Web 能力的 Spring ApplicationContext 才有效

如果上述 scope 仍然不能满足你的需求，Spring 还预留了接口，允许你自定义 scope。

Scope 接口

org.springframework.beans.factory.config.Scope接口用于定义scope的行为：

package org.springframework.beans.factory.config;import org.springframework.beans.factory.ObjectFactory;import org.springframework.lang.Nullable;public interface Scope { Object get(String name, ObjectFactory objectFactory);  @Nullable
Object remove(String name); void registerDestructionCallback(String name, Runnable callback); @Nullable
Object resolveContextualObject(String key); @Nullable
String getConversationId();

}

一般来说，只需要重新 get 和 remove 方法即可。

自定义线程范围内的scope

现在进入实战环节。我们要自定义一个Spring没有的scope，该scope将bean的作用范围限制在了线程内。即，相同线程内的bean是同个对象，跨线程则是不同的对象。

1. 定义scope

要自定义一个Spring的scope，只需实现 org.springframework.beans.factory.config.Scope接口。代码如下：

package com.waylau.spring.scope;import java.util.HashMap;import java.util.Map;import org.springframework.beans.factory.ObjectFactory;import org.springframework.beans.factory.config.Scope;/**
 * Thread Scope.
 * 
 * @since 1.0.0 2019年2月13日
 * @author Way Lau
 */public class ThreadScope implements Scope {  
private final ThreadLocal> threadLoacal = new ThreadLocal>() { @Override
protected Map initialValue() {  return new HashMap();
}
};  public Object get(String name, ObjectFactory objectFactory) {
Map scope = threadLoacal.get();
Object obj = scope.get(name);   // 不存在则放入ThreadLocal
if (obj == null) {
obj = objectFactory.getObject();
scope.put(name, obj);

System.out.println("Not exists " + name + "; hashCode: " + obj.hashCode());
} else {
System.out.println("Exists " + name + "; hashCode: " + obj.hashCode());
}   return obj;
}   public Object remove(String name) {
Map scope = threadLoacal.get(); return scope.remove(name);
}   public String getConversationId() { return null;
}   public void registerDestructionCallback(String arg0, Runnable arg1) {
}   public Object resolveContextualObject(String arg0) {    return null;
}

}

在上述代码中，threadLoacal用于做线程之间的数据隔离。换言之，threadLoacal实现了相同的线程相同名字的bean是同一个对象；不同的线程的相同名字的bean是不同的对象。

同时，我们将对象的hashCode打印了出来。如果他们是相同的对象，则hashCode是相同的。

2. 注册scope

定义一个AppConfig配置类，将自定义的scope注册到容器中去。代码如下：

package com.waylau.spring.scope;import java.util.HashMap;import java.util.Map;import org.springframework.beans.factory.config.CustomScopeConfigurer;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;import org.springframework.context.annotation.Configuration;/**
 * App Config.
 *
 * @since 1.0.0 2019年2月13日
 * @author Way Lau
 */@Configuration@ComponentScanpublic class AppConfig { @Bean
public static CustomScopeConfigurer customScopeConfigurer() {
CustomScopeConfigurer customScopeConfigurer = new CustomScopeConfigurer();

Map map = new HashMap();
map.put("threadScope", new ThreadScope());  // 配置scope
customScopeConfigurer.setScopes(map);   return customScopeConfigurer;
}
}

“threadScope”就是自定义ThreadScope的名称。

3. 使用scope

接下来就根据一般的scope的用法，来使用自定义的scope了。代码如下：

package com.waylau.spring.scope.service;import org.springframework.context.annotation.Scope;import org.springframework.stereotype.Service;/**
 * Message Service Impl.
 * 
 * @since 1.0.0 2019年2月13日
 * @author Way Lau
 */@Scope("threadScope")@Servicepublic class MessageServiceImpl implements MessageService { 
public String getMessage() {    return "Hello World!";
}

}

其中@Scope("threadScope")中的“threadScope”就是自定义ThreadScope的名称。

4. 定义应用入口

定义Spring应用入口：

package com.waylau.spring.scope;import org.springframework.context.ApplicationContext;import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;import com.waylau.spring.scope.service.MessageService;/**
 * Application Main.
 * 
 * @since 1.0.0 2019年2月13日
 * @author Way Lau
 */public class Application {   public static void main(String[] args) {    @SuppressWarnings("resource")
ApplicationContext context = 
            new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

MessageService messageService = context.getBean(MessageService.class);
messageService.getMessage();

MessageService messageService2 = context.getBean(MessageService.class);
messageService2.getMessage();

}

}

运行应用观察控制台输出如下：

Not exists messageServiceImpl; hashCode: 2146338580Exists messageServiceImpl; hashCode: 2146338580

输出的结果也就验证了ThreadScope“相同的线程相同名字的bean是同一个对象”。

如果想继续验证ThreadScope“不同的线程的相同名字的bean是不同的对象”，则只需要将Application改造为多线程即可。

package com.waylau.spring.scope;import java.util.concurrent.CompletableFuture;import java.util.concurrent.ExecutionException;import org.springframework.context.ApplicationContext;import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;import com.waylau.spring.scope.service.MessageService;/**
 * Application Main.
 * 
 * @since 1.0.0 2019年2月13日
 * @author Way Lau
 */public class Application { public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException { @SuppressWarnings("resource")
ApplicationContext context = 
new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

CompletableFuture task1 = CompletableFuture.supplyAsync(()->{            //模拟执行耗时任务
            MessageService messageService = context.getBean(MessageService.class);
messageService.getMessage();

MessageService messageService2 = context.getBean(MessageService.class);
messageService2.getMessage();            //返回结果
            return "result";
        });

CompletableFuture task2 = CompletableFuture.supplyAsync(()->{            //模拟执行耗时任务
            MessageService messageService = context.getBean(MessageService.class);
messageService.getMessage();

MessageService messageService2 = context.getBean(MessageService.class);
messageService2.getMessage();            //返回结果
            return "result";
        });

task1.get();
task2.get();

}

}

观察输出结果;

Not exists messageServiceImpl; hashCode: 
1057328090Not exists messageServiceImpl;
 hashCode: 784932540Exists messageServiceImpl; 
hashCode: 1057328090Exists messageServiceImpl; hashCode: 784932540

上述结果验证ThreadScope“相同的线程相同名字的bean是同一个对象；不同的线程的相同名字的bean是不同的对象”

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源码

见https://github.com/waylau/spring-5-book 的 s5-ch02-custom-scope-annotation项目。