Spring之Bean的作用域和生命周期

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。

　　Spring中的bean默认都是单例的，这些单例Bean在多线程程序下如何保证线程安全呢？例如对于Web应用来说，Web容器对于每个用户请求都创建一个单独的Sevlet线程来处理请求，引入Spring框架之后，每个Action都是单例的，那么对于Spring托管的单例Service Bean，如何保证其安全呢？ Spring的单例是基于BeanFactory也就是Spring容器的，单例Bean在此容器内只有一个，Java的单例是基于JVM，每个JVM内只有一个实例。

1、bean的作用域

　　创建一个bean定义，其实质是用该bean定义对应的类来创建真正实例的“配方”。把bean定义看成一个配方很有意义，它与class很类似，只根据一张“处方”就可以创建多个实例。不仅可以控制注入到对象中的各种依赖和配置值，还可以控制该对象的作用域。这样可以灵活选择所建对象的作用域，而不必在Java Class级定义作用域。Spring Framework支持五种作用域，分别阐述如下表。

　　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spring的WebApplicationContext环境。

　　(1)当一个bean的作用域为Singleton，那么Spring IoC容器中只会存在一个共享的bean实例，并且所有对bean的请求，只要id与该bean定义相匹配，则只会返回bean的同一实例。Singleton是单例类型，就是在创建起容器时就同时自动创建了一个bean的对象，不管你是否使用，他都存在了，每次获取到的对象都是同一个对象。注意，Singleton是Spring中的默认作用域。要在XML中将bean定义成singleton，可以这样配置：

<bean id="ServiceImpl" class="cn.csdn.service.ServiceImpl" scope="singleton">

(2)当一个bean的作用域为Prototype，表示一个bean定义对应多个对象实例。Prototype作用域的bean会导致在每次对该bean请求（将其注入到另一个bean中，或者以程序的方式调用容器的getBean()方法）时都会创建一个新的bean实例。Prototype是原型类型，它在我们创建容器的时候并没有实例化，而是当我们获取bean的时候才会去创建一个对象，而且我们每次获取到的对象都不是同一个对象。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。在XML中将bean定义成prototype，可以这样配置：

<bean id="account" class="com.foo.DefaultAccount" scope="prototype"/>  
 或者
<bean id="account" class="com.foo.DefaultAccount" singleton="false"/>

(3)当一个bean的作用域为Request，表示在一次HTTP请求中，一个bean定义对应一个实例；即每个HTTP请求都会有各自的bean实例，它们依据某个bean定义创建而成。该作用域仅在基于web的Spring ApplicationContext情形下有效。考虑下面bean定义：

<bean id="loginAction" class=cn.csdn.LoginAction" scope="request"/>

针对每次HTTP请求，Spring容器会根据loginAction bean的定义创建一个全新的LoginAction bean实例，且该loginAction bean实例仅在当前HTTP request内有效，因此可以根据需要放心的更改所建实例的内部状态，而其他请求中根据loginAction bean定义创建的实例，将不会看到这些特定于某个请求的状态变化。当处理请求结束，request作用域的bean实例将被销毁。

　 (4)当一个bean的作用域为Session，表示在一个HTTP Session中，一个bean定义对应一个实例。该作用域仅在基于web的Spring ApplicationContext情形下有效。考虑下面bean定义：

<bean id="userPreferences" class="com.foo.UserPreferences" scope="session"/>

针对某个HTTP Session，Spring容器会根据userPreferences bean定义创建一个全新的userPreferences bean实例，且该userPreferences bean仅在当前HTTP Session内有效。与request作用域一样，可以根据需要放心的更改所创建实例的内部状态，而别的HTTP Session中根据userPreferences创建的实例，将不会看到这些特定于某个HTTP Session的状态变化。当HTTP Session最终被废弃的时候，在该HTTP Session作用域内的bean也会被废弃掉。

　　(5)当一个bean的作用域为Global Session，表示在一个全局的HTTP Session中，一个bean定义对应一个实例。典型情况下，仅在使用portlet context的时候有效。该作用域仅在基于web的Spring ApplicationContext情形下有效。考虑下面bean定义：

<bean id="user" class="com.foo.Preferences "scope="globalSession"/>

global session作用域类似于标准的HTTP Session作用域，不过仅仅在基于portlet的web应用中才有意义。Portlet规范定义了全局Session的概念，它被所有构成某个portlet web应用的各种不同的portlet所共享。在global session作用域中定义的bean被限定于全局portlet Session的生命周期范围内。

2、bean的生命周期　

Spring的ioc容器功能非常强大，负责Spring的Bean的创建和管理等功能。而Spring 的bean是整个Spring应用中很重要的一部分，了解Spring Bean的生命周期对我们了解整个spring框架会有很大的帮助。 BeanFactory和ApplicationContext是Spring两种很重要的容器,前者提供了最基本的依赖注入的支持，而后者在继承前者的基础进行了功能的拓展，例如增加了事件传播，资源访问和国际化的消息访问等功能。本文主要介绍了ApplicationContext和BeanFactory两种容器的Bean的生命周期。

2.1 ApplicationContext Bean生命周期

流程

ApplicationContext Bean生命周期流程

ApplicationContext容器中，Bean的生命周期流程如上图所示，流程大致如下：

1.首先容器启动后，会对scope为singleton且非懒加载的bean进行实例化

2.按照Bean定义信息配置信息，注入所有的属性

3.如果Bean实现了BeanNameAware接口，会回调该接口的setBeanName()方法，传入该Bean的id，此时该Bean就获得了自己在配置文件中的id

4.如果Bean实现了BeanFactoryAware接口,会回调该接口的setBeanFactory()方法，传入该Bean的BeanFactory，这样该Bean就获得了自己所在的BeanFactory

5.如果Bean实现了ApplicationContextAware接口,会回调该接口的setApplicationContext()方法，传入该Bean的ApplicationContext，这样该Bean就获得了自己所在的ApplicationContext

6.如果有Bean实现了BeanPostProcessor接口，则会回调该接口的postProcessBeforeInitialzation()方法

7.如果Bean实现了InitializingBean接口，则会回调该接口的afterPropertiesSet()方法

8.如果Bean配置了init-method方法，则会执行init-method配置的方法

9.如果有Bean实现了BeanPostProcessor接口，则会回调该接口的postProcessAfterInitialization()方法

10.经过流程9之后，就可以正式使用该Bean了,对于scope为singleton的Bean,Spring的ioc容器中会缓存一份该bean的实例，而对于scope为prototype的Bean,每次被调用都会new一个新的对象，并且将此对象的生命周期就交给调用方管理了，不再是Spring容器进行管理了

11.容器关闭后，如果Bean实现了DisposableBean接口，则会回调该接口的destroy()方法

12.如果Bean配置了destroy-method方法，则会执行destroy-method配置的方法，至此，整个Bean的生命周期结束

示例

 我们定义了一个Person类，该类实现了

BeanNameAware,BeanFactoryAware,ApplicationContextAware,InitializingBean,DisposableBean五个接口，并且在applicationContext.xml文件中配置了该Bean的id为person1,并且配置了init-method和destroy-method,为该Bean配置了属性name为jack的值，然后定义了一个MyBeanPostProcessor方法,该方法实现了BeanPostProcessor接口，且在applicationContext.xml文件中配置了该方法的Bean,其代码如下所示:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
    xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    xsi:schemaLocation="
            http://www.springframework.org/schema/beans 
            http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.2.xsd
            http://www.springframework.org/schema/context
            http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.2.xsd">
                    
     <bean id="person1" destroy-method="myDestroy" 
            init-method="myInit" class="com.test.spring.life.Person">
        <property name="name">
            <value>jack</value>
        </property>
    </bean>
    
    <!-- 配置自定义的后置处理器 -->
     <bean id="postProcessor" class="com.pingan.spring.life.MyBeanPostProcessor" />
</beans>

public class Person implements BeanNameAware, BeanFactoryAware,
        ApplicationContextAware, InitializingBean, DisposableBean {

    private String name;
    
    public Person() {
        System.out.println("PersonService类构造方法");
    }
    
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("set方法被调用");
    }

    //自定义的初始化函数
    public void myInit() {
        System.out.println("myInit被调用");
    }
    
    //自定义的销毁方法
    public void myDestroy() {
        System.out.println("myDestroy被调用");
    }

    public void destroy() throws Exception {
        // TODO Auto-generated method stub
     System.out.println("destory被调用");
    }

    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("afterPropertiesSet被调用");
    }

    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext)
            throws BeansException {
        // TODO Auto-generated method stub
       System.out.println("setApplicationContext被调用");
    }

    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        // TODO Auto-generated method stub
         System.out.println("setBeanFactory被调用,beanFactory");
    }

    public void setBeanName(String beanName) {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("setBeanName被调用,beanName:" + beanName);
    }
    
    public String toString() {
        return "name is :" + name;
    }

public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean,
            String beanName) throws BeansException {
        // TODO Auto-generated method stub
        
        System.out.println("postProcessBeforeInitialization被调用");
        return bean;
    }

    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean,
            String beanName) throws BeansException {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("postProcessAfterInitialization被调用");
        return bean;
    }

}

public class AcPersonServiceTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        System.out.println("开始初始化容器");
        ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("com/test/spring/life/applicationContext.xml");
        
        System.out.println("xml加载完毕");
        Person person1 = (Person) ac.getBean("person1");
        System.out.println(person1);        
        System.out.println("关闭容器");
        ((ClassPathXmlApplicationContext)ac).close();
        
    }

}

我们启动容器，可以看到整个调用过程：

开始初始化容器
九月 25, 2016 10:44:50 下午 org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext prepareRefresh
信息: Refreshing org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext@b4aa453: startup date [Sun Sep 25 22:44:50 CST 2016]; root of context hierarchy
九月 25, 2016 10:44:50 下午 org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanDefinitionReader loadBeanDefinitions
信息: Loading XML bean definitions from class path resource [com/test/spring/life/applicationContext.xml]
Person类构造方法
set方法被调用
setBeanName被调用,beanName:person1
setBeanFactory被调用,beanFactory
setApplicationContext被调用
postProcessBeforeInitialization被调用
afterPropertiesSet被调用
myInit被调用
postProcessAfterInitialization被调用
xml加载完毕
name is :jack
关闭容器
九月 25, 2016 10:44:51 下午 org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext doClose
信息: Closing org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext@b4aa453: startup date [Sun Sep 25 22:44:50 CST 2016]; root of context hierarchy
destory被调用
myDestroy被调用

2.2 BeanFactory Bean生命周期

流程

BeanFactory Bean生命周期流程

BeanFactoty容器中, Bean的生命周期如上图所示，与ApplicationContext相比，有如下几点不同:

1.BeanFactory容器中，不会调用ApplicationContextAware接口的setApplicationContext()方法，

2.BeanPostProcessor接口的postProcessBeforeInitialzation()方法和postProcessAfterInitialization()方法不会自动调用，必须自己通过代码手动注册

3.BeanFactory容器启动的时候，不会去实例化所有Bean,包括所有scope为singleton且非懒加载的Bean也是一样，而是在调用的时候去实例化。

示例

我们还是使用前面定义好的Person类和MyBeanPostProcessor类，以及ApplicationContext.xml文件，main函数实现如下：

public class BfPersonServiceTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("开始初始化容器");  
        ConfigurableBeanFactory bf = new XmlBeanFactory(new ClassPathResource("com/pingan/spring/life/applicationContext.xml"));
        System.out.println("xml加载完毕");      
        //beanFactory需要手动注册beanPostProcessor类的方法
        bf.addBeanPostProcessor(new MyBeanPostProcessor());
        Person person1 = (Person) bf.getBean("person1");
            System.out.println(person1);
        System.out.println("关闭容器");
        bf.destroySingletons();
    }

}

启动容器，我们可以看到整个调用流程:

开始初始化容器
九月 26, 2016 12:27:05 上午 org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanDefinitionReader loadBeanDefinitions
信息: Loading XML bean definitions from class path resource [com/pingan/spring/life/applicationContext.xml]
xml加载完毕
PersonService类构造方法
set方法被调用
setBeanName被调用,beanName:person1
setBeanFactory被调用,beanFactory
postProcessBeforeInitialization被调用
afterPropertiesSet被调用
myInit被调用
postProcessAfterInitialization被调用
name is :jack
关闭容器
destory被调用
myDestroy被调用

Spring容器可以管理singleton作用域下bean的生命周期，在此作用域下，Spring能够精确地知道bean何时被创建，何时初始化完成，以及何时被销毁。而对于prototype作用域的bean，Spring只负责创建，当容器创建了bean的实例后，bean的实例就交给了客户端的代码管理，Spring容器将不再跟踪其生命周期，并且不会管理那些被配置成prototype作用域的bean的生命周期。

当scope=”singleton”，即默认情况下，会在启动容器时（即实例化容器时）时实例化。但我们可以指定Bean节点的lazy-init=”true”来延迟初始化bean，这时候，只有在第一次获取bean时才会初始化bean，即第一次请求该bean时才初始化。如下配置：

<bean id="ServiceImpl" class="cn.csdn.service.ServiceImpl" lazy-init="true"/>

如果想对所有的默认单例bean都应用延迟初始化，可以在根节点beans设置default-lazy-init属性为true，如下所示：

<beans default-lazy-init="true" …>

对于作用域为prototype的bean，其destroy方法并没有被调用。如果bean的scope设为prototype时，当容器关闭时，destroy方法不会被调用。对于prototype作用域的bean，有一点非常重要，那就是Spring不能对一个prototype bean的整个生命周期负责：容器在初始化、配置、装饰或者是装配完一个prototype实例后，将它交给客户端，随后就对该prototype实例不闻不问了。不管何种作用域，容器都会调用所有对象的初始化生命周期回调方法。但对prototype而言，任何配置好的析构生命周期回调方法都将不会被调用。清除prototype作用域的对象并释放任何prototype bean所持有的昂贵资源，都是客户端代码的职责（让Spring容器释放被prototype作用域bean占用资源的一种可行方式是，通过使用bean的后置处理器，该处理器持有要被清除的bean的引用）。谈及prototype作用域的bean时，在某些方面你可以将Spring容器的角色看作是Java new操作的替代者，任何迟于该时间点的生命周期事宜都得交由客户端来处理。