解决@Scope(“prototype“)不生效的问题

目录

• @Scope("prototype")不生效
• @Scope("prototype")正确用法------解决Bean多例问题
  • 1.问题，Spring管理的某个Bean需要使用多例
  • 2.问题升级
  • 3. Spring给出的解决问题的办法（解决Bean链中某个Bean需要多例的问题）

@Scope("prototype")不生效

使用spring的时候，我们一般都是使用@Component实现bean的注入，这个时候我们的bean如果不指定@Scope，默认是单例模式，另外还有很多模式可用，用的最多的就是多例模式了，顾名思义就是每次使用都会创建一个新的对象，比较适用于写一些job，比如在多线程环境下可以使用全局变量之类的

创建一个测试任务，这里在网上看到大部分都是直接@Scope("prototype")，这里测试是不生效的，再加上proxyMode才行，代码如下

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableBeanFactory; import org.springframework.context.annotation.Scope; import org.springframework.context.annotation.ScopedProxyMode; import org.springframework.scheduling.annotation.Async; import org.springframework.stereotype.Component; @Component @Scope``(value = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE, proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS) public class TestAsyncClient { ``private int a = ``0``; ``@Async ``public void test(``int a) { ``this``.a = a; ``CommonAsyncJobs.list.add(``this``.a + ``""``); ``} } |

测试

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 | import cn.hutool.core.collection.CollectionUtil; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; import org.junit.Test; import org.junit.runner.RunWith; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest; import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync; import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner; import java.util.Set; import java.util.Vector; @Slf4j @EnableAsync @SpringBootTest @RunWith``(SpringRunner.``class``) public class CommonAsyncJobs { ``@Autowired ``private TestAsyncClient testAsyncClient; ``// 多线程环境下，普通的list.add不适用，用Vector处理就行了，效率低，但无所谓反正测试的 ``public static Vector<String> list = ``new Vector<>(); ``@Test ``public void testAsync() ``throws Exception { ``// 循环里面异步处理 ``int a = ``100000``; ``for (``int i = ``0``; i < a; i++) { ``testAsyncClient.test(i); ``} ``System.out.println(``"多线程结果：" + list.size()); ``System.out.println(``"单线程结果：" + a); ``Set<String> set = CollectionUtil.newHashSet(); ``Set<String> exist = CollectionUtil.newHashSet(); ``for (String s : list) { ``if (set.contains(s)) { ``exist.add(s); ``} ``else { ``set.add(s); ``} ``} ``// 没重复的值，说明多线程环境下，全局变量没有问题 ``System.out.println(``"重复的值：" + exist.size()); ``System.out.println(``"重复的值：" + exist); ``// 单元测试内主线程结束会终止子线程任务 ``Thread.sleep(Long.MAX_VALUE); ``} } |

结果

没重复的值，说明多线程环境下，全局变量没有问题

@Scope("prototype")正确用法------解决Bean多例问题

1.问题，Spring管理的某个Bean需要使用多例

在使用了Spring的web工程中，除非特殊情况，我们都会选择使用Spring的IOC功能来管理Bean，而不是用到时去new一个。

Spring管理的Bean默认是单例的（即Spring创建好Bean，需要时就拿来用，而不是每次用到时都去new，又快性能又好），但有时候单例并不满足要求（比如Bean中不全是方法，有成员，使用单例会有线程安全问题，可以搜索线程安全与线程不安全的相关文章），你上网可以很容易找到解决办法，即使用@Scope("prototype")注解，可以通知Spring把被注解的Bean变成多例

如下所示：

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 | import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; @RestController @RequestMapping``(value = ``"/testScope"``) public class TestScope { ``private String name; ``@RequestMapping``(value = ``"/{username}"``,method = RequestMethod.GET) ``public void userProfile(``@PathVariable``(``"username"``) String username) { ``name = username; ``try { ``for``(``int i = ``0``; i < ``100``; i++) { ``System.out.println(Thread.currentThread().getId() + ``"name:" + name); ``Thread.sleep(``2000``); ``} ``} ``catch (Exception e) { ``e.printStackTrace(); ``} ``return``; ``} } |

分别发送请求http://localhost:8043/testScope/aaa和http://localhost:8043/testScope/bbb，控制台输出：

34name:aaa

34name:aaa

35name:bbb

34name:bbb

（34和35是两个线程的ID，每次运行都可能不同，但是两个请求使用的线程的ID肯定不一样，可以用来区分两个请求。）可以看到第二个请求bbb开始后，将name的内容改为了"bbb"，第一个请求的name也从"aaa"改为了"bbb"。要想避免这种情况，可以使用@Scope("prototype"),注解加在TestScope这个类上。加完注解后重复上面的请求，发现第一个请求一直输出"aaa"，第二个请求一直输出"bbb"，成功。

2.问题升级

多个Bean的依赖链中，有一个需要多例

第一节中是一个很简单的情况，真实的Spring Web工程起码有Controller、Service、Dao三层，假如Controller层是单例，Service层需要多例，这时候应该怎么办呢？

2.1一次失败的尝试

首先我们想到的是在Service层加注解@Scope("prototype")，如下所示：

controller类代码

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 | import com.example.test.service.Order; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; @RestController @RequestMapping``(value = ``"/testScope"``) public class TestScope { ``@Autowired ``private Order order; ``private String name; ``@RequestMapping``(value = ``"/{username}"``, method = RequestMethod.GET) ``public void userProfile(``@PathVariable``(``"username"``) String username) { ``name = username; ``order.setOrderNum(name); ``try { ``for (``int i = ``0``; i < ``100``; i++) { ``System.out.println( ``Thread.currentThread().getId() ``+ ``"name:" + name ``+ ``"--order:" ``+ order.getOrderNum()); ``Thread.sleep(``2000``); ``} ``} ``catch (Exception e) { ``e.printStackTrace(); ``} ``return``; ``} } |

Service类代码

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 | import org.springframework.context.annotation.Scope; import org.springframework.stereotype.Service; @Service @Scope``(``"prototype"``) public class Order { ``private String orderNum; ``public String getOrderNum() { ``return orderNum; ``} ``public void setOrderNum(String orderNum) { ``this``.orderNum = orderNum; ``} ``@Override ``public String toString() { ``return "Order{" + ``"orderNum='" + orderNum + '\``'' + ``'}'``; ``} } |

分别发送请求http://localhost:8043/testScope/aaa和http://localhost:8043/testScope/bbb，控制台输出：

32name:aaa--order:aaa

32name:aaa--order:aaa

34name:bbb--order:bbb

32name:bbb--order:bbb

可以看到Controller的name和Service的orderNum都被第二个请求从"aaa"改成了"bbb"，Service并不是多例，失败。

2.2 一次成功的尝试

我们再次尝试，在Controller和Service都加上@Scope("prototype")，结果成功，这里不重复贴代码，读者可以自己试试。

2.3 成功的原因（对2.1、2.2的理解）

Spring定义了多种作用域，可以基于这些作用域创建bean，包括：

• 单例（ Singleton）：在整个应用中，只创建bean的一个实例。
• 原型（ Prototype）：每次注入或者通过Spring应用上下文获取的时候，都会创建一个新的bean实例。

对于以上说明，我们可以这样理解：虽然Service是多例的，但是Controller是单例的。如果给一个组件加上@Scope("prototype")注解，每次请求它的实例，spring的确会给返回一个新的。问题是这个多例对象Service是被单例对象Controller依赖的。而单例服务Controller初始化的时候，多例对象Service就已经注入了；当你去使用Controller的时候，Service也不会被再次创建了（注入时创建，而注入只有一次）。

2.4 另一种成功的尝试（基于2.3的猜想）

为了验证2.3的猜想，我们在Controller钟每次去请求获取Service实例，而不是使用@Autowired注入，代码如下：

Controller类

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 | import com.example.test.service.Order; import com.example.test.utils.SpringBeanUtil; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; @RestController @RequestMapping``(value = ``"/testScope"``) public class TestScope { ``private String name; ``@RequestMapping``(value = ``"/{username}"``, method = RequestMethod.GET) ``public void userProfile(``@PathVariable``(``"username"``) String username) { ``name = username; ``Order order = SpringBeanUtil.getBean(Order.``class``); ``order.setOrderNum(name); ``try { ``for (``int i = ``0``; i < ``100``; i++) { ``System.out.println( ``Thread.currentThread().getId() ``+ ``"name:" + name ``+ ``"--order:" ``+ order.getOrderNum()); ``Thread.sleep(``2000``); ``} ``} ``catch (Exception e) { ``e.printStackTrace(); ``} ``return``; ``} } |

用于获取Spring管理的Bean的类

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 | package com.example.test.utils; import org.springframework.beans.BeansException; import org.springframework.context.ApplicationContext; import org.springframework.context.ApplicationContextAware; import org.springframework.stereotype.Component; @Component public class SpringBeanUtil ``implements ApplicationContextAware { ``/** ``* 上下文对象实例 ``*/ ``private static ApplicationContext applicationContext; ``@Override ``public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) ``throws BeansException { ``this``.applicationContext = applicationContext; ``} ``/** ``* 获取applicationContext ``* ``* @return ``*/ ``public static ApplicationContext getApplicationContext() { ``return applicationContext; ``} ``/** ``* 通过name获取 Bean. ``* ``* @param name ``* @return ``*/ ``public static Object getBean(String name) { ``return getApplicationContext().getBean(name); ``} ``/** ``* 通过class获取Bean. ``* ``* @param clazz ``* @param <T> ``* @return ``*/ ``public static <T> T getBean(Class<T> clazz) { ``return getApplicationContext().getBean(clazz); ``} ``/** ``* 通过name,以及Clazz返回指定的Bean ``* ``* @param name ``* @param clazz ``* @param <T> ``* @return ``*/ ``public static <T> T getBean(String name, Class<T> clazz) { ``return getApplicationContext().getBean(name, clazz); ``} } |

Order的代码不变。

分别发送请求http://localhost:8043/testScope/aaa和http://localhost:8043/testScope/bbb，控制台输出：

31name:aaa--order:aaa

33name:bbb--order:bbb

31name:bbb--order:aaa

33name:bbb--order:bbb

可以看到，第二次请求的不会改变第一次请求的name和orderNum。问题解决。我们在2.3节中给出的的理解是对的。

3. Spring给出的解决问题的办法（解决Bean链中某个Bean需要多例的问题）

虽然第二节解决了问题，但是有两个问题：

• 方法一，为了一个多例，让整个一串Bean失去了单例的优势；
• 方法二，破坏IOC注入的优美展现形式，和new一样不便于管理和修改。

Spring作为一个优秀的、用途广、发展时间长的框架，一定有成熟的解决办法。经过一番搜索，我们发现，注解@Scope("prototype")（这个注解实际上也可以写成@Scope(value = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE，使用常量比手打字符串不容易出错）还有很多用法。

首先value就分为四类：

• ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE，即"prototype"
• ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON，即"singleton"
• WebApplicationContext.SCOPE_REQUEST，即"request"
• WebApplicationContext.SCOPE_SESSION，即"session"

他们的含义是：

• singleton和prototype分别代表单例和多例；
• request表示请求，即在一次http请求中，被注解的Bean都是同一个Bean，不同的请求是不同的Bean；
• session表示会话，即在同一个会话中，被注解的Bean都是使用的同一个Bean，不同的会话使用不同的Bean。

使用session和request产生了一个新问题，生成controller的时候需要service作为controller的成员，但是service只在收到请求（可能是request也可能是session）时才会被实例化，controller拿不到service实例。为了解决这个问题，@Scope注解添加了一个proxyMode的属性，有两个值ScopedProxyMode.INTERFACES和ScopedProxyMode.TARGET_CLASS，前一个表示表示Service是一个接口，后一个表示Service是一个类。