Spring Bean的作用域和生命周期

1. Bean的作用域

Bean 的作用域指的是 Bean 在 Spring 容器中的行为（Bean 实例创建及生命周期），它的行为是由 Spring 来管理的，可以根据具体情况选择不同的作用域来达到性能优化、资源利用最大化和可维护性等目的。

Bean 作用域（Scope）类型主要有如下几种：

其中前两种是 Spring 核心作用域，而后 4 种是 Spring MVC 中的作⽤域；

1. singleton：单例模式（默认的作用域），Spring IoC 容器中只会存在一个共享的 Bean 实例，无论有多少个 Bean 引用它，始终指向同一对象，通常无状态的 Bean 使用该模式（无状态表示Bean对象的属性不需要更新），这也是 Spring 出于性能方面的考虑。
2. prototype：原型模式（多例作用域），每次从 Spring 容器中获取 prototype 模式的 Bean 时，容器都将创建一个新的 Bean 实例，每个Bean实例都有自己的属性和状态，而 singleton 全局只有一个对象，通常有状态的 Bean 使用该作用域，即Bean的属性可能会更新。
3. request：请求模式，在一次 HTTP 请求中，容器会返回该 Bean 的同一个实例，在这次的请求和响应中共享这个 Bean，但在不同的请求中会创建新的实例，也就是说每次 HTTP 请求，使用的是不同的Bean， 类似于 prototype，在 Spring MVC 中使用，即使用需要在 WebApplicationContext 环境下。
4. session：会话模式，在同一个 HTTP Session 中，共享使用的是一个 Bean 实例，例如记录用户的登录信息，在 Spring MVC 中使用。
5. application：全局模式，表示整个 Web 应用的 http servlet context 共享同一个 Bean，主要记录的是的 Web 应用的上下文信息，例如记录一个应用的共享信息，在 Spring MVC 中使用。
6. websocket：网络长连接，只适用于 Spring WebSocket 项目，在一个 HTTP WebSocket 的生命周期中（一次长连接），共享一个 Bean 实例；WebSocket 的每次会话中，保存了一个 Map 结构的头信息，用来保存客户端消息头，第一次初始化后，直到一次长连接结束都是用一个 Bean。

这里就简单用singleton和prototype这两种可以在 Spring 核心代码中使用的模式来演示区别一下。

package com.tr.demo.model;

public class User {
    private int id;
    private String name;

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

一般有两种方式设置 Spring Bean 作用域：

1. 使用xml配置的方式，我们将bean标签当中的scope属性设置为singleton就为单例，设置为prototype就为多例模式。
2. 二是直接通过@Scope注解，不设置参数或设置参数为singleton就为单例，设置为prototype就为多例模式。
   我们还可在 Scope 注解中可以传入另一种参数形式，和上面直接拼写出来效果一样。
   
   这种方式是 ConfigurableBeanFactory 类中为我们提供了静态属性，相较于自己拼写不容易出错。

我们来看一下 singleton 和 prototype 两种模式下获取的 Bean 有什么不同，我们这里演示在这两种不同的模式下将 User 对象放到 Spring 容器中，从容器中先后两次取出 User，看这两次取出的 Bean 是否相同。

public static void main(String[] args) {
    ApplicationContext context =
            new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml");

    User user1 = context.getBean("user", User.class);
    User user2 = context.getBean("user",User.class);
    System.out.println(user1 == user2);
}

singleton 模式下的结果：

可以看到，此时 User 类在 Ioc 容器中只创建了一个实例，而通过 applicationContext.getBean() 方法多次获取到的 Bean，都是同一个对象实例，相当于是一个浅拷贝。

prototype 模式下的结果：

这里之所以这里打印出来的 Bean 是 2 个而不是 3 个，是因为prototype模式下在我们创建容器时并不会进行 Bean 的实例化，它在我们获取 Bean 的时候才会去创建 1 个实例，而且每次获取 Bean 时都会创建新的实例，它们彼此之间都是不同的实例，相当于是一个深拷贝。

2. Spring的生命周期

Spring 的生命周期大致走的的是如下流程

1. 首先启动容器，加载配置文件（类加载路径下的 spring-config.xml 文件）。
   
2. 根据配置文件完成 Bean 的实例化（分配内存空间）和初始化（初始化空间），包括扫描配置文件下带有五大类或者方法注解的类和 bean 标签中要注册的对象，配置文件中的 Bean 是按顺序实例化和初始化的。
   
3. 将 Bean 注册到 Spring 容器中
4. 装配 Bean 的属性，如果 Bean 对象需要其他的 Bean 作为属性，可以使用注解的方式注入(@Autowired、Resource）
   

小结，Bean执行流程（Spring执行流程）：启动 Spring 容器 -> 实例化 Bean（分配内存空间，从无到有）-> 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. Bean的生命周期

Bean 的生命周期，就是 Bean 对象从诞生到销毁的整个过程，Bean 的生命周期大致有 5 个阶段：

①Bean 的实例化（分配内存空间）。

②设置 Bean 属性（进行依赖注入，将依赖的 Bean 辅助到当前类的属性上）。

③Bean 的初始化阶段：

• 执行各种通知，底层实现了 Aware 接口，执行其中的方法，如：BeanNameAware、BeanFactoryAware、ApplicationContextAware 的接口方法；
• 执行初始化的前置方法，即执行 BeanPostProcessor 方法（before）；
• 执行初始化方法 ，依赖注⼊操作之后被执⾏（两种重写方式：xml方式，注解方式@PostConstruct）；
• 执⾏⾃⼰指定的 init-method ⽅法（如果有指定的话）；
• 执行 BeanPostProcessor 初始化后置方法(after)。

④使用 Bean。

⑤销毁 Bean，执行 销毁容器的各种⽅法，如 @PreDestroy、DisposableBean 接⼝⽅法、destroy-method。

要注意设置属性必须在初始化之前，因为有可能在初始化的时候使用Bean。

上述流程可以以⽣活中的场景来理解它，⽐如我们现在需要买⼀栋房⼦，那么我们的流程是这样的：

1. 先买房（毛坯房），对应 Bean 的实例化；
2. 装修，对应给 Bean 设置属性；
3. 买家电，如洗⾐机、冰箱、电视、空调等，对应 Bean 的各种初始化
4. ⼊住，对应使⽤ Bean；
5. 卖房，对应 Bean 的销毁。

执行流程如下图所示：

还需要注意区分一下实例化和初始化，实例化和属性设置是 Java 级别的系统“事件”，其操作过程不可⼈⼯⼲预和修改；⽽初始化是给开发者 提供的，可以在实例化之后，类加载完成之前进⾏⾃定义“事件”处理。
下面就简单的写几个周期方法来演示一下这个过程，在类中添加两个方法，一个是init方法表示初始化，另外一个是destroy方法，表示Bean销毁前执行的事情，使用@PostConstruct注解或者xml的bean标签中的init-method属性表示在构造后执行，@PreDestroy注解或者xml的bean标签中的destroy-method表示在 Bean 销毁前做的事情。

import com.tr.demo.model.User;
import org.springframework.beans.factory.BeanNameAware;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;

public class BeanLifeComponent implements BeanNameAware {
    @Autowired
    private User user;

    @Override
    public void setBeanName(String s) {
        System.out.println("执行了 BeanNameAware 通知 -> " + s);
    }

    @PostConstruct
    public void doPostConstruct() {
        System.out.println("执行了 @PostConstruct (注解式初始化)");
        System.out.println(user.toString());
    }

    public void myInit(){
        System.out.println("执行了 myinit (xml 式初始化)");
    }

    @PreDestroy
    public void doPreDestroy(){
        System.out.println("执行了 @PreDestroy (销毁 Bean 前执行)");
    }

    public void myDestroy() {
        System.out.println("执行了 myDestroy (销毁 Bean 前执行)");
    }

    public void sayHi(){
        System.out.println("使用 Bean");
    }
}

Spring 配置文件，将 Bean 手动存储在 Spring 容器中，要注意init-method，destroy-method这两个属性的值要和上面实现的方法名对应。

<bean id="mybean" class="BeanLifeComponent"
      init-method="myInit" destroy-method="myDestroy">
</bean>

测试代码：

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

public class BeanLifeTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 父类 ApplicationContext 中没有 close, destroy 系列方法
        ClassPathXmlApplicationContext context =
                new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml");
        BeanLifeComponent component =
                context.getBean("mybean",BeanLifeComponent.class);
        component.sayHi();
        // 关闭容器
        context.close();
    }
}

运行结果：

如果代码中飘红说 @PostConstruct 和 @PreDestroy 注解如果找不到，需要导入下面的jar包。

<dependency>  
<groupId>javax.annotation</groupId>  
<artifactId>javax.annotation-api</artifactId>  
<version>1.3.2</version></dependency>

找不到的原因是，从 JDK9 以后 jdk 中的 javax.annotation 包被移除了，这两个注解刚好就在这个包中。

4. 相关注解总结

@Scope

名称	@Scope
类型	类注解
位置	类定义上方
作用	设置该类创建对象的作用范围 可用于设置创建出的bean是否为单例对象
属性	value（默认）：定义bean作用范围， 默认值singleton（单例），可选值prototype（非单例）

@PostConstruct

名称	@PostConstruct
类型	方法注解
位置	方法上
作用	设置该方法为初始化方法
属性	无

@PreDestroy

名称	@PreDestroy
类型	方法注解
位置	方法上
作用	设置该方法为销毁方法
属性	无

注解功能与 XML 实现对应关系：