Bean作用域

简要回答

• Spring Bean有6种作用域，核心常用前2种：Singleton（默认单例，容器内唯一实例）、Prototype（多例，每次请求新建实例）；Web 场景专属 4 种：Request（单次 HTTP 请求内有效）、Session（会话内有效）、Application（ServletContext之内有效）、Websocket（WebSocket 会话内有效），作用域决定 Bean 的生命周期和可见范围。

详细回答

• 在Spring中，Bean是组成应用程序的主体，由Spring IOC容器所管理的对象。Bean的作用域则定义了在应用程序中创建的Bean实例的生命周期和可见范围。Spring容器根据作用域管理Bean的实例，包括它们的创建、销毁，以及是否可以被共享。

1. Singleton（单例）：是默认的作用域，当一个Bean的作用域是Singleton时，Spring IOC容器只存在一个共享的Bean实例，并且对所有的Bean请求，只要id与该bean定义匹配，都会返回bean的同一实例。
2. Prototype（原型）：每次请求都会创建一个新的Bean实例。当Bean的作用域为prototype时，每次对该Bean请求都会得到一个新的Bean实例，适用于瞬时的对象。
3. Request（请求）：每次HTTP请求都会产生一个新的Bean实例，该Bean只在当前HTTP请求中有效。Request只适用于Web程序，请求结束后该对象的生命周期即结束。
4. Session（会话）：每一次HTTP请求都会产生一个新的Bean实例，该bean仅在当前HTTP Session内有效，Session同样只适用于Web程序。可以根据需求更改实例的内部状态，其他session无法看到特定session的状态变化。在该HTTP Session作用域内的bean随着session的结束而销毁。
5. Application：当前的ServletContext中只存在一个Bean实例，仅在Spring Web应用程序中有效，该Bean实例在整个ServletContext中共享。Application作用域只在支持Web的Spring ApplicationContext中有效。
6. Websocket：每次WebSocket会话会产生一个新的bean，该实例在WebSocket会话范围内共享。
7. Global Session（全局会话）：类似Session作用域，仅在基于集群的Web应用程序中有意义，指定了在整个集群中共享的Bean实例。Portlet规范了全局Session的概念，它被所有构成某个portlet的web应用的不同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。
8. Custom scopes（自定义作用域）：Spring允许开发者自定义作用域，可以通过实现Scope接口来创建新的Bean作用域。

知识图解

• 单例作用域和原型作用域的区别示意图

代码示例

//1. 在Spring配置文件中通过<bean>标签的scope属性指定Bean的作用域
<bean id="myBean" class="com.example.MyBean" scope="singleton"/>

//2. 使用@Scope注解指定Bean的作用域
@Bean
@Scope("prototype")
public class MyBean {
    return new MyBean();
}

知识扩展

1. 面试官可能追问

• Q1：Singleton单例Bean是线程安全的吗？为什么？如何解决？
  • 默认不安全，因为单例Bean是全局共享的，若存在可修改的成员变量，多线程并发修改会导致数据错乱；应该避免Bean存储可变状态，可以用局部变量替代成员变量、使用ThreadLocal隔离线程数据、加锁（synchronized/ReentrantLock）或采用无状态设计。
• Q2：Singleton和Prototype的Bean生命周期有什么区别？容器会管理Prototype Bean的销毁吗？
  • Singleton Bean生命周期与容器一致（容器启动创建，容器关闭销毁），容器全程管理；Prototype Bean每次请求创建新实例后，容器仅负责实例化和依赖注入，创建后不再管理，销毁由 JVM 垃圾回收，也可以手动释放资源，如在@PreDestroy中处理，但容器不会主动调用）。
• Q3：如何在Singleton Bean中注入Prototype Bean？直接用@Autowired会有什么问题？
  • 直接注入会导致Prototype Bean变成 “伪多例”。当Singleton Bean初始化时只注入一次Prototype实例，后续每次使用都是同一个实例。可以用@Lookup注解，即Spring 动态生成代理，每次调用返回新实例、还可以通过ApplicationContext手动获取（context.getBean(PrototypeBean.class)）或者使用 Scoped Proxy（作用域代理）。
• Q4：如何自定义 Bean 的作用域？
  • 先实现Scope接口：重写get（获取 Bean）、remove（移除 Bean）和registerDestructionCallback（注册销毁回调）等方法；再通过CustomScopeConfigurer将自定义 Scope 注册到 Spring 容器；在 Bean 上用@Scope("自定义作用域名称")标注使用。