SpringFramework:Bean的作用域和生命周期

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于 2020-06-30 14:45:27 首次发布

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本文详细探讨了Spring框架中Bean的概念、作用域、状态及生命周期，包括如何区分有状态和无状态Bean，以及Bean从创建到销毁的全过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

前言

Bean的定义:在 Spring 中，那些组成应用程序的主体及由 Spring IOC 容器所管理的对象，被称之为 bean。

简单地讲，bean 就是由 IOC 容器初始化、装配及管理的对象，除此之外，bean 就与应用程序中的其他对象没有什么区别了。而 bean 的定义以及 bean 相互间的依赖关系将通过配置元数据来描述。

一、 Bean的作用域

Spring Framework中Bean支持五种作用域。

在这里插入图片描述
五种作用域中，request、session 和 global session 三种作用域仅在基于web的应用中使用（不必关心你所采用的是什么web应用框架），只能用在基于 web 的 Spring ApplicationContext 环境。

二、Bean的状态

根据经验，对有状态的 bean 应该使用 prototype 作用域，而对无状态的 bean 则应该使用 singleton 作用域。那么怎么区分Bean是否有无状态呢？

有状态对象：有实例变量可以标志其对象所处的状态。（有实例变量的对象，有存储数据能力）
无状态对象：无实例变量可以标志其对象所处的状态。（无实例变量的对象，无存储数据能力）

有状态对象

/**
 * 无状态bean
 */
class NotHasStateBeanTest {

    public NotHasStateBeanTest() { }

    public String notHasStateBean(){
        return "无状态bean";
    }
}

无状态对象

/**
 * 有状态bean
 */
class HasStateBeanTest {
    // 实例变量，存储当前对象状态
    private String beanName;

    public HasStateBeanTest(String beanName){
        this.beanName = beanName;
    }

    public String hasStateBean(){
        return "有状态bean-" + beanName;
    }
}

三、Bean的生命周期

在这里插入图片描述
Bean的生命周期如上图（使用XML实现Bean的创建），大致9步可以描述为：

IOC氢气读取XML配置文件，获取Bean的位置，将bean转化为BeanDefinition，后续通过BeanDefinition调用反射实现实例化对象。
对象如果涉及到一些属性值利用set方法设置一些属性值（主要方法是populateBean，此处可能涉及循环依赖）。
查看是否实现*Aware（比如ApplicationContextAware）,调用接口中实现的set方法,获取框架中的对象信息.
查看框架中是否存在实现BeanPostProcessor接口,调用接口中实现的postProcessBeforeInitialization方法,在初始化之前做一些操作.
查看类是否实现InitializingBean接口,调用afterPropertiesSet()方法,在Bean属性值设置好之后做一些操作.
查看类中是否定义了init初始化方法,存在就调用实现初始化
查看框架中是否存在实现BeanPostProcessor接口,调用接口中实现的postProcessAfterInitialization方法,在初始化之后做一些操作.
====================================== 到此Bean可以被使用,下面是容器关闭 ============================
查看类是否实现DisposableBean接口,调用destroy()方法,可以在销毁Bean之前做一些操作。
查看类中是否定义了destroy-method销毁方法,存在就调用Bean销毁(只有单例Bean,才会由容器进行销毁,prototype的Bean交付之后,就不在进行管理).

注意:上面的步骤是完整步骤,并不是所有的所有的Bean都会实现那么多接口和方法,所以会出现不同,但是前后顺序不会变化.

可以看到代码实验结果如下:
在这里插入图片描述

四、bean什么时候被加载进来的？

bean对象是被IOC容器加载并实例化之后，放入IOC容器中。
首先要了解IOC容器的创建的机制。

IOC容器初始化
- 容器环境的初始化
- bean工厂的初始化（IoC容器启动首先会销毁旧工厂、旧Bean、创建新的工厂）
读取和定义
- 读取：通过BeanDefinitonReader读取我们项目中的配置（application.xml）
- 定义：通过解析xml文件内容，将里面的Bean解析成BeanDefinition（未实例化、未初始化，只是将找到的bean进行了初步准备）
实例化与销毁
- Bean实例化（到此处才进行了bean对象的创建）
- 初始化（注入）
- 销毁缓存
扩展点
- 事件与多播、后置处理器

简单概括就是一下步骤

1、工厂初始化过程
2、解析xml到BeanDefinition，放到map
3、调用后置处理器
4、从map取出进行实例化( ctor.newInstance)
5、实例化后放到一级缓存(工厂)

项目中是如何实现IOC创建的？

方法一

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath*:application.xml");

最简单通过ClassPathXmlApplicationContext直接创建ApplicationContext 这个IOC容器。

application.xml中定义了需要实例化的bean或者是需要扫描的bean路径

	<!--&lt;!&ndash;ioC相关&ndash;&gt;-->
	<bean id="userService" class="com.spring.test.impl.UserServiceImpl">
		<property name="name" value="测试"/>
	</bean>
	<context:component-scan base-package="com.spring.test.aop"/>

同样的ApplicationContext 实现对象还有
在这里插入图片描述
ClassPathXmlApplicationContext最终还是到了 ApplicationContext 接口，同样的，我们也可以使用绿颜色的 FileSystemXmlApplicationContext 和 AnnotationConfigApplicationContext 这两个类完成容器初始化的工作

方法二

web服务的方式

对应web项目，我们一般会在web.xml这个文件中定义一个DispatcherServlet。

	<servlet>
		<servlet-name>mvc</servlet-name>
		<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
		<init-param>
			<param-name>contextConfigLocation</param-name>
			<param-value>classpath:mvc-servlet.xml</param-value>
		</init-param>
		<!-- load-on-startup元素标记容器是否在启动的时候就加载这个servlet(实例化并调用其init()方法) -->
		<load-on-startup>1</load-on-startup>
	</servlet>
	<servlet-mapping>
		<servlet-name>mvc</servlet-name>
		<url-pattern>/</url-pattern>
	</servlet-mapping>

看DispatcherServlet的继承关系
在这里插入图片描述
所以DispatcherServlet的创建过程中会走HttpServletBean的init方法，方法内部initServletBean是通过FrameworkServlet 实现的。

HttpServletBean{
	init(){
		protected initServletBean();
	}
}
FrameworkServlet extends HttpServletBean{
@Override
initServletBean(){
	initWebApplicationContext(){
		WebApplicationContext wac = createWebApplicationContext(rootContext);
		protected onRefresh(wac);
		}
	}
}

可以看出interface WebApplicationContext extends ApplicationContext也是一个IOC容器。IOC容器在此开始初始化工作。

方法三

@SpringBootApplication
public class MyBookApplication {
	public static void main(String[] args) {
		ApplicationContext context =SpringApplication.run(MyBookApplication.class, args);
	}
}

可以看出SpringApplication.run() 方法会完成以下步骤：

创建 ApplicationContext ：
- 如果是普通的 Spring 应用，创建的是 AnnotationConfigApplicationContext。
- 如果是 Web 应用，创建的是 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。