Spring Bean作用域以及生命周期

前言

在之前已经有几篇文章来讲解过Bean的创建和依赖注入等相关内容，这篇文章补充一下关于Bean的一些重要内容：Bean作用域和生命周期

一、Bean作用域

1.定义

作用域 = Spring 容器创建 Bean 的「实例数量」和「存活范围」

它决定了：

• 整个项目有几个这个 Bean 对象？

• 什么时候创建？

• 什么时候销毁？

• 是否线程共享？

2.分类

Spring 6主流提供六种内置作用域，日常开发常用前四种

• singleton（单例，默认）
• prototype（多例）
• request（请求域）
• session（会话域）
• application（应用域）
• websocket（长连接域）

二、六大作用域详解

配置指定作用域使用注解@Scope

1.singleton 单例（默认作用域）

• 规则 ：整个 Spring IoC 容器中仅存在一个 Bean 实例，全局共享。
• 创建时机 ：
  • 默认：容器启动时立即初始化（饿汉式）
  • 配合 lazy-init="true"：第一次获取 Bean 时才创建（懒加载）
• 销毁时机：IoC 容器关闭时销毁。
• 使用场景：无状态 Bean（Service、Mapper、Controller、工具类），绝大多数业务组件。
• 注意：单例 Bean 非线程安全。如果 Bean 中有成员变量，多线程并发修改会出现数据错乱。
• 配置注解：

@Component
// 可省略，默认就是 singleton
@Scope("singleton")
public class UserService { }

2.prototype 多例

• 规则 ：每次从容器获取 Bean，都会创建全新实例，容器只负责创建，不管理生命周期。
• 创建时机 ：每次 getBean() / 依赖注入时创建。
• 销毁时机 ：Spring 容器不负责销毁，由 JVM GC 回收。
• 使用场景：有状态 Bean、实体对象、请求级临时对象、非共享实例。
• 易错点：单例 Bean（Service/Controller）中注入多例 Bean，多例会失效。因为单例仅启动时注入一次依赖，后续不会刷新。
• 解决方案：通过 ApplicationContext 手动获取、使用 ObjectProvider。
• 配置注解：

@Component
@Scope("prototype")
public class Order { }

3.request 请求域（Web 环境专属）

• 核心规则 ：每一次 HTTP 请求，都会创建一个全新的 Bean 实例；请求处理完毕，Bean 立即销毁。
• 生命周期：跟随 HTTP 请求，最短、最临时的 Web 作用域。
• 使用场景：存储单次请求专属临时数据、请求上下文、请求参数封装、单次请求日志追踪信息。
• 注解配置：

@Component
@Scope("request")
public class RequestContext {
    // 存储本次请求的请求ID、客户端IP、请求时间等临时数据
    private String requestId;
    private String clientIp;
}

4.session 会话域（Web 环境专属）

• 核心规则 ：同一个用户浏览器 Session 会话，对应唯一一个 Bean 实例；会话过期、浏览器关闭、Session 失效，Bean 自动销毁。

• 生命周期：跟随用户会话，贯穿用户多次接口请求。

• 使用场景：存储用户会话级数据，如登录用户信息、临时会话缓存、权限临时标识、用户行为记录。

• 底层特点 ：Bean 绑定 HttpSession，不同用户会话数据完全隔离。

• 注解配置：

@Component
@Scope("session")
public class UserSessionInfo {
    // 存储当前登录用户信息，单用户会话共享
    private Long userId;
    private String username;
    private String token;
}

5.application 应用域（Web 环境专属）

• 核心规则 ：整个 Web 应用全局仅存在一个 Bean 实例，生命周期与 ServletContext 完全一致。

• 关键区别（高频面试）：

• singleton：仅单个 Spring IoC 容器内单例

• application：整个 Web 应用、跨 Spring 容器全局单例，作用域范围更大

• 使用场景：存储项目全局公共数据、系统配置、全局统计数据、公共常量缓存。

• 销毁时机：项目停止、Web容器销毁时统一释放

• 注解配置：

@Component
@Scope("application")
public class SystemGlobalConfig {
    // 项目全局配置，全应用共享
    private String projectName;
    private Integer maxUploadSize;
}

6.websocket 长连接域（Web 环境专属）

• 核心规则 ：每一条 WebSocket 长连接，对应一个独立 Bean 实例；连接断开、客户端下线，Bean 立即销毁。
• 使用场景：即时通讯、消息推送、在线聊天室、实时数据监控、长连接状态存储。
• 注解配置代码：

@Component
@Scope("websocket")
public class WebSocketSessionBean {
    // 存储单条长连接专属信息
    private String sessionId;
    private Long connectUserId;
    private LocalDateTime connectTime;
}

三、Spring Bean生命周期

Spring Bean生命周期，是Spring IoC容器对Bean从创建、初始化、对外服务到最终销毁 的全流程管控。整个过程核心分为实例化、属性赋值、初始化、销毁四大阶段，涵盖反射创建对象、DI依赖注入、Aware接口回调、初始化方法执行、AOP动态代理、容器销毁回收等核心底层逻辑。

1.阶段一：Bean实例化（造对象）

实例化是Bean生命周期的第一步 ，核心目的：通过底层机制创建Bean的原始空对象，此时对象仅被分配内存，尚未赋值、未完成初始化。

Spring 提供三种实例化方式，优先级与场景各有不同：

（1）反射构造函数实例化（最常用）

Spring 自动推断Bean的可用构造方法，通过JDK反射机制创建对象。

• 如果Bean存在无参构造，默认优先使用无参构造实例化；

• 如果仅有有参构造，Spring会自动触发构造器注入，完成实例化；

• 这是日常开发中@Component、@Service等注解Bean的默认实例化方式。

（2）静态工厂实例化

通过工厂类的静态方法创建Bean对象，无需创建工厂实例，直接调用静态方法生成目标Bean，多用于框架内置工具类、静态资源Bean的创建。

（3）实例工厂实例化

需要先创建工厂Bean实例，再通过工厂实例的普通方法创建目标Bean，灵活性更高，可根据工厂实例的状态动态生成不同Bean对象。

2.阶段二：属性赋值（DI依赖注入）

实例化完成后，Spring进入依赖注入阶段 ，也是IoC容器的核心价值体现。此阶段核心目的：解析Bean的依赖关系，自动完成属性赋值，让Bean具备完整的依赖资源。

（1）四大自动装配规则

Spring默认提供四种装配模式，日常开发核心使用byType，配合@Autowired注解实现自动装配：

• byType（按类型装配）：默认主流模式，根据属性类型匹配容器中的Bean，@Autowired默认基于此实现；

• byName（按名称装配）：根据属性名与Bean的id/name匹配赋值；

• constructor（构造器装配）：通过有参构造完成依赖注入，Spring4.3后优先推荐；

• none（不自动装配）：关闭自动装配，需手动配置依赖。

（2） 核心难点：循环依赖问题

循环依赖只发生在属性赋值阶段，是此阶段最核心的底层考点。

场景：A依赖B、B依赖A，Spring在递归赋值时会产生循环引用。

Spring通过三级缓存 机制，完美解决单例Bean、setter/字段注入 的循环依赖问题；但无法解决多例Bean、构造器注入的循环依赖。

3.阶段三：初始化（增强与加工对象）

属性赋值完成后，Bean的依赖已经就绪，Spring开始对Bean进行自定义加工、生命周期回调、动态代理增强，是Bean从"可用对象"变成"完整业务对象"的关键阶段。整个初始化分为三步，执行顺序固定。

（1） 第一步：XXXAware接口回调（容器感知）

如果Bean实现了Spring内置的Aware感知接口 ，Spring会自动执行对应回调方法，让普通Bean拥有感知容器资源的能力。

常用核心Aware接口：

• BeanNameAware：感知自身Bean名称；

• BeanFactoryAware：感知所属Bean工厂；

• ApplicationContextAware：感知Spring应用上下文。

未实现Aware接口的Bean，直接跳过此步骤。

（2）第二步：自定义初始化生命周期回调

Spring提供三种初始化方式，执行顺序固定、优先级不可逆，用于开发者自定义Bean初始化业务逻辑（如参数校验、资源初始化、缓存预热等）：

• @PostConstruct注解（JSR标准，优先级最高）

• InitializingBean#afterPropertiesSet接口方法（Spring内置）

• @Bean(initMethod = "xxx")自定义初始化方法（优先级最低）

（3）第三步：AOP动态代理创建（核心增强）

初始化收尾阶段，Spring会判断当前Bean是否需要AOP切面增强：

• 如果Bean存在匹配的切面规则，Spring在此阶段生成动态代理对象（JDK动态代理/CGLIB代理），最终放入容器的是代理Bean；

• 如果无需AOP增强，直接使用原始Bean对象。

4.阶段四：销毁（容器关闭回收资源）

Bean销毁是生命周期的最后一步，仅针对**单例Bean（singleton）**生效，多例Bean（prototype）由JVM GC回收，Spring容器不负责管理销毁。

（1）触发时机

仅在Spring IoC容器关闭时触发（项目停机、上下文close、应用销毁）。

（2）销毁生命周期回调（执行顺序固定）

与初始化逻辑对应，三种销毁方式优先级固定，用于释放资源（关闭连接、清空缓存、停止线程等）：

• @PreDestroy注解（优先级最高）

• DisposableBean#destroy接口方法（Spring内置）

• @Bean(destroyMethod = "xxx")自定义销毁方法（优先级最低）

5.整个过程总结

• 实例化：反射/工厂创建原始空对象，只分配内存，无赋值无逻辑；
• 属性赋值：完成DI自动装配，解决依赖关系，触发循环依赖处理；
• 初始化：Aware容器感知 → 自定义初始化逻辑 → AOP动态代理增强，生成成品Bean；
• 销毁：容器关闭时执行销毁回调，优雅释放资源（仅单例Bean生效）。