【JavaEE】深入了解Spring中Bean的可见范围(作用域)以及前世今生(生命周期)

【JavaEE】Spring的开发要点总结(4)

文章目录

  • 【JavaEE】Spring的开发要点总结(4)
    • 1. Bean的作用域
      • 1.1 一个例子感受作用域的存在
      • 1.2 通过例子说明作用域的定义
      • 1.3 六种不同的作用域
        • 1.3.1 singleton单例模式(默认作用域)
        • 1.3.2 prototype原型模式
        • 1.3.3 request请求作用域
        • 1.3.4 session会话作用域
        • 1.3.5 application全局/应用作用域
        • 1.3.6 "websocket" HTTP WebSocket作用域
      • 1.4 设置Bean的作用域
    • 2. Bean的生命周期
      • 2.1 Spring的执行流程
      • 2.2 Spring 的生命周期
      • 2.3 Bean的生命周期
        • 2.3.1 Bean初始化
        • 2.3.2 Bean生命周期代码演示
        • 2.3.3 为什么属性设置比Bean初始化早

【JavaEE】Spring的开发要点总结(4)

在学习Spring中,Bean是最核心的操作资源

  • 使用学习Bean对象是一个重点,我们已经知道如何存储它,获取它,现在我们要知道:
  1. 它的作用域,我们才可以知道怎么使用,才能得心应手,符合预期~
  2. 它的生命周期,我们才能更加清楚的了解它的“生与死”,即程序执行的过程~

1. Bean的作用域

在学习C语言或者JavaSE的时候,熟悉一个变量的作用域非常重要,否则会出现很多错误,并且违背一些设计上的初心~

  • C语言
    • 全局变量,整个源文件可以访问,代码从上到下执行,局部优先,隔着源文件需要extern…
    • 局部变量,在代码块中生效,在方法中生效,代码从上到下执行
    • 静态变量,局部变量的作用域,全局变量的生命周期~
  • Java
    • 修饰访问限定符
    • 局部变量…
    • 成员变量,静态成员变量…

知己知彼,才能百战百胜~

1.1 一个例子感受作用域的存在

之前的代码,我们只是一个简单的读操作,没有涉及其他,所以作用域感受不明显,接下来一个例子说明一下~

背景故事:

一个公司开发了一个外卖平台,这个公司打算将这个平台卖给别的公司,赚收成和维护费,但是每个公司都有特定的要求,而员工三人(小马、大马、老马),负责这个项目,小马负责公司原本的代码,大马负责A公司的外卖平台的代码,老马则负责B公司。

大马和老马的工作就是,对一些功能进行删减,添加个别的功能~

三人各自完成各自的业务~

所以就会如下的项目结构(实际情况要比这复杂很多,这个例子只是为了演示罢了):

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  • 小马代表UserController
  • 大马代表UserController1
  • 老马代表UserController2

这个Users类,就是一些原始的User的诞生和定义的地方~

  • 这个类是一个公共类
    • 这不代表这个里面诞生的对象就是公共的,而是存储Bean对象的手段是公共的

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那么可能就会有以下场景:

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【JavaEE】深入了解Spring中Bean的可见范围(作用域)以及前世今生(生命周期)_第5张图片


再每次设置后都打印一次:

System.out.println(user2);

他们原本的意思就是,他们从spring中获取一个Bean对象(用户),设置对应的属性,为自己所用~

现在我们来测试一下:

@Component
public class Test {

    @Autowired
    private UserController userController;
    @Autowired
    private UserController1 userController1;
    @Autowired
    private UserController2 userController2;

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml");
        Test test = context.getBean("test", Test.class);
        test.userController.doMethod();
        test.userController1.doMethod();
        test.userController2.doMethod();
    }
}

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从结果可以看出,下一次的更新,是在前一次更新的基础上进行的!

  • 而小马大马老马三个人的操作都没有问题,他们都不知道对方进行修改了 ~

所以可以说明,他们用的Bean,是同一个!就像C语言全局变量那样~

这就是作用域中的一种:单例Bean对象

  • 这里的单例跟我们之前的单例不一样,之前的单例是那个类的实例只有一个
  • 而这里的单例是,这个Bean对象的实例只有一个
    • 也就是说这个类型的Bean对象,名字为这个名字的Bean对象,有且只有一个~

改变Bean对象的作用域也很简单,只需要一个注解@Scope(意思就是作用域)~

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默认情况下就是:singleton

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我们如果要让小马大马老马获得的Bean对象都不一样,可以设置为:

prototype(原型/多例)

  • 原型 => 每次获取该 Bean对象,都是重新获取初始的那一个
  • 多例 => 这个类型这个名字的 Bean对象,有多个存在!

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  • 从结果可以看出,作用域的改变!

1.2 通过例子说明作用域的定义

Bean的作用域指的就是Bean对象在Spring整个框架中的某种行为模式:

  1. 比如singleton,单例模式,就表示这个Bean对象在整个Spring容器中只有一份,它是全局共享的,那么当其他人修改这个值之后,另一个人读取到的就是修改后的值
  2. 再比如prototype,原型模式,就表示这个Bean对象在整个Spring中可以存在多份,并且每次DI的时候,都是崭新的一个Bean对象,不同人获得的Bean是不一样的
    • 所以prototype模式下的Bean对象的作用域就是:需要注入这个Bean的那个类的一个实例内部
    • 类比两个不同的方法中定义的同一类型同一名字的变量~

1.3 六种不同的作用域

  1. singleton:单例作用域
  2. prototype:原型作用域
  3. request:请求作用域
  4. session:会话作用域
  5. application:全局作用域
  6. websocket:HTTP WebSocket作用域

Spring普通项目( Spring Core)其实就前面两种:singleton 和 prototype

后四种值则是在 Spring MVC 项目中的值

1.3.1 singleton单例模式(默认作用域)

单例模式的效率比较高(性能好)

  • 只有第一次去加载它

经典的面试题:单例模式的Bean是线程安全的吗?

不是线程安全的~

  • 所有人共同操作的变量,一定不是线程安全的

解决方案:使用ThreadLocal(本地线程变量)

  • 这是解决线程安全的其中一种方式!
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文章推荐:ThreadLocal不好用?那是你没用对!| Java Debug 笔记 - 掘金 (juejin.cn)

ThreadLocal的基础方法:

  1. set方法
  2. get方法
  3. remove方法

可能存太多没有remove,内存溢出的问题也会出现,感兴趣的可以去了解一下

相比于使用锁来解决线程安全问题

  • 使用ThreadLocal可能会导致结果与锁不一致的情况
  • 特别是在多个线程之间存在依赖关系的情况下。
    • 因为每个线程都有自己的数据副本,如果线程之间需要共享数据并进行协作,那么就需要额外的协调机制来保证数据的一致性。
    • 否则,可能会出现一个线程修改了数据,但其他线程并不知道的情况,导致结果不一致。

所以在使用ThreadLocal解决线程安全问题时,**需要根据具体的业务场景来评估是否适合使用ThreadLocal,**并确保线程之间的数据协作和一致性。

对于一些依赖全局状态的场景,使用锁可能更适合。

1.3.2 prototype原型模式

每次获取(DI)的都是一个原型的对象:

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1.3.3 request请求作用域

顾名思义,在每一次HTTP请求的时候,创建一次原型,与prototype类似

在一次HTTP请求和响应中,共享Bean

注意:限定在Spring MVC中使用

因为Spring Core项目不支持HTTP

Spring MVC项目也叫作 Spring Web项目,支持HTTP

1.3.4 session会话作用域

顾名思义,一个HTTP Session中,共享Bean

  • 例如记录一个用户的登录信息,同一个session,每次获取Bean的时候不要原型

注意:限定在Spring MVC中使用

后面四种可能会比较难理解,这是因为我们还没有接触Spring MVC,所以不太了解具体用法!

  • 之后的实践肯定会对这些知识更加清晰!

1.3.5 application全局/应用作用域

在一个http servlet Context中,共享Bean

即一个Context容器,共享Bean

  • web应用的上下文信息,例如记录一个应用的共享信息

注意:限定在Spring MVC中使用

对于普通的Spring项目是不能用这个值的

但是对于singleton单例模式,Bean的作用域不超过一个ApplicationContext对象(一个context是一个容器,不同context进行各自的注入…):

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singleton和application有什么区别呢?

  1. 前者是Spring Core的全局作用域,作用于IoC容器
  2. 后者是Spring MVC(Spring Web)的全局作用域,作用于Servlet容器

了解即可

1.3.6 “websocket” HTTP WebSocket作用域

在一个HTTP WebSocket的生命周期中,共享Bean

就是一个特殊项目里使用的特殊值罢了

注意:限定在Spring WebSocket中使用

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。

如果对WebSocket项目感兴趣的同学可以去学习,如果不感兴趣,了解一下也可以

1.4 设置Bean的作用域

  1. 直接设置
    • @scope(“prototype”)
  2. 利用全局变量
    • 不用记忆单词,借助题词
      【JavaEE】深入了解Spring中Bean的可见范围(作用域)以及前世今生(生命周期)_第15张图片

效果一致~

对于 & :了解即可!

【JavaEE】深入了解Spring中Bean的可见范围(作用域)以及前世今生(生命周期)_第16张图片

2. Bean的生命周期

2.1 Spring的执行流程

笼统的流程:

  • 回答问题的时候,不用讲太细致~
  1. 启动容器

在这里插入图片描述

  1. 加载配置文件(根据参数)
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  2. 完成Bean的实例化(根据提供的扫描路径,找五大类注解)

    • 这样Bean对象就成型了,但是是游离在内存中
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  3. 注册Bean对象到容器中

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  1. 装配Bean的属性(DI)
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    6.……

2.2 Spring 的生命周期

跟流程基本一致(粗糙的了解):

  1. 启动容器
  2. 读取配置进行Bean实例化
  3. 将Bean加入到容器中
  4. 装配Bean属性(给当前类的属性进行赋值,DI)
  5. 运行业务代码
  6. 销毁Bean
  7. 关闭容器

2.3 Bean的生命周期

所谓的生命周期指的是一个对象从诞生到销毁的整个生命周期,我们把这个过程叫做一个对象的生命周期

Spring的一生其实也差不多是Bean 的一生吧~

Bean的生命周期,也是经典的面试题!

  • 这一部分讲的就比较细致,但是也是了解为主~

Bean的生命周期分为以下5大部分:

  1. 实例化Bean
    • 只是分配内存空间,现在Bean既没有初始化,而且还是游离在内存中的
  2. 设置属性
    • 进行依赖注入,将需要的但没有初始化的Bean对象注入到属性中,Bean不游离了
  3. Bean初始化
    • 流程较多,大概就是对Bean进行一系列的操作,然后Bean里面的值是有意义的
    • 其中就可能涉及Bean注入的属性
  4. 使用Bean
  5. 销毁Bean

2.3.1 Bean初始化

  1. 进行各种通知:如BeanNameAware、BeanFactoryAware…的接口方法
    • 就是暴露一个判断而已,就是告知你Bean的名字设置好了…
    • 至于你知道了这个通知后,进行什么逻辑就看你了~
    • 而系统也会自动去干一些事情~
  2. 初始化前置方法(前戏,准备)
  3. 执行初始化方法(设置就一定会执行,不设置就不会执行)
    • 注解的方式:@PostConstruct
    • xml的方式:init-method方法
  4. 初始化后置方法
    • 进行一些额外的操作和设置,以确保Bean在使用之前处于正确的状态
    • xml的方式:destroy-method的值
    • 注解的方式:@PreDestroy

2.3.2 Bean生命周期代码演示

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  • 以这个实行了BeanNameAware接口的类为例

如图是注解的方式去定义初始化方法
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如图是xml的方式去决定使用什么初始化方法

  • init-method的值对应的就是方法名,并且必须存在!

用注解设置多个初始化方法也更加方便~

【JavaEE】深入了解Spring中Bean的可见范围(作用域)以及前世今生(生命周期)_第23张图片

  • 这是用注解的方式设置销毁Bean的方法

【JavaEE】深入了解Spring中Bean的可见范围(作用域)以及前世今生(生命周期)_第24张图片

  • 这是用xml的方式设置销毁Bean的方法

对于初始化和销毁方法的设置,还有很多其他的方法!

  • 但是注解就是香!
  • xml的方式一次就一个

测试:

【JavaEE】深入了解Spring中Bean的可见范围(作用域)以及前世今生(生命周期)_第25张图片

【JavaEE】深入了解Spring中Bean的可见范围(作用域)以及前世今生(生命周期)_第26张图片

用子类,有更多的方法

【JavaEE】深入了解Spring中Bean的可见范围(作用域)以及前世今生(生命周期)_第27张图片

【JavaEE】深入了解Spring中Bean的可见范围(作用域)以及前世今生(生命周期)_第28张图片

获取Bean,使用Bean

【JavaEE】深入了解Spring中Bean的可见范围(作用域)以及前世今生(生命周期)_第29张图片

扫描路径不要删掉,即使没用也要设置的

在这里插入图片描述

效果:

【JavaEE】深入了解Spring中Bean的可见范围(作用域)以及前世今生(生命周期)_第30张图片

注解的优先级比较高~

顺序正如我们所料~

2.3.3 为什么属性设置比Bean初始化早

其实这个很容易想,例如一下操作:

【JavaEE】深入了解Spring中Bean的可见范围(作用域)以及前世今生(生命周期)_第31张图片

如果user这个没有指向一块内存空间,只是null,那么就会空指针异常~

而实例化和属性注入之后,相当于在这里放了个箱子,之后的操作有了对象


文章到此结束!谢谢观看
可以叫我 小马,我可能写的不好或者有错误,但是一起加油鸭

Spring Core普通项目的讲解告一段落,接下来是Spring Boot的学习,敬请期待!

代码位置:SpringDemo4/src/main/java · 游离态/马拉圈2023年8月 - 码云 - 开源中国 (gitee.com)


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