掌握 Spring IoC 容器与 Bean 作用域：详解 singleton 与 prototype 的使用与配置

发布时间：2024年01月09日

在您的应用程序中，由 Spring IoC 容器管理的形成其核心的对象被称为 "bean"。一个 bean 是由 Spring IoC 容器实例化、组装和管理的对象

这些 bean 是通过您提供给容器的配置元数据创建的。Bean 定义包含了所谓的配置元数据，容器需要了解以下内容：

如何创建一个 bean
Bean 的生命周期详细信息
Bean 的依赖关系

上述所有的配置元数据都转化为每个 bean 定义的以下属性集合。

序号	属性和描述
1	`class`
	这是必填属性，指定要用于创建 `bean` 的 `bean` 类。
2	`name`
	此属性唯一地指定 `bean` 标识符。在基于 XML 的配置元数据中，您可以使用 `id` 和/或 `name` 属性来指定 `bean` 标识符。
3	`scope`
	此属性指定从特定 `bean` 定义创建的对象的范围
4	`constructor-arg`
	这用于注入依赖项
5	`properties`
	这用于注入依赖项
6	`autowiring mode`
	这用于注入依赖项
7	`lazy-initialization mode`
	延迟初始化的 `bean` 告诉 `IoC` 容器在首次请求时创建 `bean` 实例，而不是在启动时创建。
8	`initialization method`
	在容器设置了 `bean` 的所有必需属性之后，要调用的回调函数
9	`destruction method`
	在包含 `bean` 的容器销毁时要使用的回调函数

`Spring` 配置元数据

Spring IoC 容器与实际编写配置元数据的格式完全解耦。以下是向 Spring 容器提供配置元数据的三种重要方法：

基于 XML 的配置文件。
基于注解的配置。
基于 Java 的配置。

您已经看到了如何将基于 XML 的配置元数据提供给容器，但让我们看一下包含不同 bean 定义的 XML 配置文件的另一个示例，包括延迟初始化、初始化方法和销毁方法。

<?xml version = "1.0" encoding = "UTF-8"?>

<beans xmlns = "http://www.springframework.org/schema/beans"
   xmlns:xsi = "http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
   xsi:schemaLocation = "http://www.springframework.org/schema/beans
   http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd">

   <!-- 一个简单的 `bean` 定义 -->
   <bean id = "..." class = "...">
      <!-- 此处是该 `bean` 的协作者和配置 -->
   </bean>

   <!-- 启用延迟初始化的 `bean` 定义 -->
   <bean id = "..." class = "..." lazy-init = "true">
      <!-- 此处是该 `bean` 的协作者和配置 -->
   </bean>

   <!-- 具有初始化方法的 `bean` 定义 -->
   <bean id = "..." class = "..." init-method = "...">
      <!-- 此处是该 `bean` 的协作者和配置 -->
   </bean>

   <!-- 具有销毁方法的 `bean` 定义 -->
   <bean id = "..." class = "..." destroy-method = "...">
      <!-- 此处是该 `bean` 的协作者和配置 -->
   </bean>

   <!-- 更多的 `bean` 定义在此处 -->

`Spring` 中的 `Bean` 作用域

在定义 <bean> 时，您可以选择为该 bean 声明一个作用域。例如，要强制 Spring 每次需要时生成新的 bean 实例，您应该将 bean 的作用域属性声明为 prototype。类似地，如果您希望 Spring 每次需要时返回相同的 bean 实例，您应该将 bean 的作用域属性声明为 singleton。

Spring 框架支持以下五种作用域，其中三种仅在使用与 Web 相关的 ApplicationContext 时才可用。

序号	作用域 & 描述
1	`singleton`
	将 `bean` 定义的作用域限制为 `Spring IoC` 容器中的单个实例（默认）。
2	`prototype`
	将单个 `bean` 定义的作用域限制为具有任意数量的对象实例。
3	`request`
	将 `bean` 定义的作用域限制为 `HTTP` 请求。仅在具有与 `Web` 相关的 `Spring ApplicationContext` 的情况下有效。
4	`session`
	将 `bean` 定义的作用域限制为 `HTTP` 会话。仅在具有与 `Web` 相关的 `Spring ApplicationContext` 的情况下有效。
5	`global-session`
	将 `bean` 定义的作用域限制为全局 `HTTP` 会话。仅在具有与 `Web` 相关的 `Spring ApplicationContext` 的情况下有效。

当讨论与

Web 相关的 Spring ApplicationContext 时，将讨论其他三种作用域。

单例作用域（`singleton`）

如果将作用域设置为 singleton，Spring IoC 容器将创建一个对象的确切实例，该实例由 bean 定义定义。此单个实例存储在此类单例 bean 的缓存中，对于该命名 bean 的所有后续请求和引用都会返回缓存的对象。

默认作用域始终是 singleton。但是，当您需要一个且仅一个 bean 实例时，您可以在 bean 配置文件中将作用域属性设置为 singleton，如下所示：

<!-- 具有 `singleton` 作用域的 `bean` 定义 -->
<bean id="..." class="..." scope="singleton">
   <!-- 此处放置此 `bean` 的协作者和配置 -->

示例

假设您已经准备好 Eclipse IDE，并采取以下步骤创建 Spring 应用程序：

步骤

创建一个名为 SpringExample 的项目，在创建的项目中的 src 文件夹下创建一个名为 com.tutorialspoint 的包
使用"Add External JARs"选项添加所需的 Spring 库
在 com.tutorialspoint 包下创建 Java 类 HelloWorld 和 MainApp
在 src 文件夹下创建 Beans 配置文件 Beans.xml
最后一步是创建所有 Java 文件和 Bean 配置文件的内容，并按以下说明运行应用程序。

以下是 HelloWorld.java 文件的内容：

package com.tutorialspoint;

public class HelloWorld {
   private String message;

   public void setMessage(String message){
      this.message  = message;
   }
   public void getMessage(){
      System.out.println("Your Message : " + message);
   }
}

以下是 MainApp.java 文件的内容：

package com.tutorialspoint;

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

public class MainApp {
   public static void main(String[] args) {
      ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("Beans.xml");
      HelloWorld objA = (HelloWorld) context.getBean("helloWorld");

      objA.setMessage("I'm object A");
      objA.getMessage();

      HelloWorld objB = (HelloWorld) context.getBean("helloWorld");
      objB.getMessage();
   }
}

以下是 singleton 作用域所需的 Beans.xml 配置文件的内容：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
   xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
   xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
   http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd">

   <bean id="helloWorld" class="com.tutorialspoint.HelloWorld" scope="singleton">
   </bean>

</beans>

当您完成创建源代码和 bean 配置文件后，让我们运行应用程序。如果您的应用程序一切正常，它将打印以下消息：

Your Message : I'm object A
Your Message : I'm object A

原型作用域（`prototype`）

如果将作用域设置为 prototype，Spring IoC 容器将在每次请求特定 bean 时创建该对象的新 bean 实例。通常，对于所有有状态的 bean，使用 prototype 作用域，对于无状态的 bean，使用 singleton 作用域。

要定义原型作用域，您可以在 bean 配置文件中将作用域属性设置为 prototype，如下所示：

<!-- 具有 `prototype` 作用域的 `bean` 定义 -->
<bean id="..." class="..." scope="prototype">
   <!-- 此处放置此 `bean` 的协作者和配置 -->
</bean>

示例

假设您已经准备好 Eclipse IDE，并采取以下步骤创建 Spring 应用程序：

步骤

创建一个名为 SpringExample 的项目，在创建的项目中的 src 文件夹下创建一个名为 com.tutorialspoint 的包
使用"Add External JARs"选项添加所需的 Spring 库
在 com.tutorialspoint 包下创建 Java 类 HelloWorld 和 MainApp
在 src 文件夹下创建 Beans 配置文件 Beans.xml
最后一步是创建所有 Java 文件和 Bean 配置文件的内容，并按以下说明运行应用程序。

以下是 HelloWorld.java 文件的内容：

package com.tutorialspoint;

public class HelloWorld {
   private String message;

   public void setMessage(String message){
      this.message  = message;
   }
   public void getMessage(){
      System.out.println("Your Message : " + message);
   }
}

以下是 MainApp.java 文件的内容：

package com.tutorialspoint;

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

public class MainApp {
   public static void main(String[] args) {
      ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("Beans.xml");
      HelloWorld objA = (HelloWorld) context.getBean("helloWorld");

      objA.setMessage("I'm object A");
      objA.getMessage();

      HelloWorld objB = (HelloWorld) context.getBean("helloWorld");
      objB.getMessage();
   }
}

以下是 prototype 作用域所需的 Beans.xml 配置文件的内容：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
   xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
   xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
   http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd">

   <bean id="helloWorld" class="com.tutorialspoint.HelloWorld" scope="prototype">
   </bean>

</beans>

当您完成创建源代码和bean配置文件后，让我们运行应用程序。如果您的应用程序一切正常，它将打印以下消息：

Your Message : I'm object A
Your Message : I'm object A

最后

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掌握 Spring IoC 容器与 Bean 作用域：详解 singleton 与 prototype 的使用与配置

Spring 配置元数据

Spring 中的 Bean 作用域

单例作用域（singleton）

原型作用域（prototype）

最后

`Spring` 配置元数据

`Spring` 中的 `Bean` 作用域

单例作用域（`singleton`）

原型作用域（`prototype`）