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。