【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）

news2024/9/21 5:50:17

【JavaEE】Spring的开发要点总结（4）

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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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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！
    在这里插入图片描述

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
      在这里插入图片描述

效果一致~

对于 & ：了解即可！

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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

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  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~

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  • 这是用注解的方式设置销毁Bean的方法

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  • 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：

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用子类，有更多的方法

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获取Bean，使用Bean

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扫描路径不要删掉，即使没用也要设置的

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效果：

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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：

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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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