Spring中Bean的常用作用域有哪些？

还在为Spring中Bean的作用域选择而困惑吗？本文深入剖析了Spring Bean的常见作用域，包括singleton（单例）、prototype（原型）、request（请求）、session（会话）、application（应用）以及websocket。详细讲解了每种作用域的特性、适用场景以及潜在的优缺点。singleton作为默认作用域，凭借其高效复用和减少开销的优势，适用于无状态服务设计；而prototype则为有状态对象提供了每次请求创建新实例的特性。文章还深入探讨了request、session和application在Web应用中的区别，从生命周期和可见范围入手，帮助开发者根据实际需求做出明智的选择，从而优化应用性能和资源管理。掌握这些作用域，让你的Spring应用更加健壮高效！

Spring中Bean的作用域主要有singleton、prototype、request、session、application和websocket。singleton是默认作用域，容器中仅存在一个共享实例，适用于无状态的Service或DAO组件，能提升性能但需注意线程安全；prototype每次请求都会创建新实例，适合有状态或非线程安全的对象，但需自行管理资源释放；request作用域为每个HTTP请求创建独立Bean实例，用于处理请求级数据；session作用域确保每个用户会话拥有一个Bean实例，常用于购物车或登录状态；application作用域在整个Web应用生命周期内创建唯一实例，供所有用户共享，适合全局配置；websocket作用域用于WebSocket会话中维护状态。Spring默认使用singleton，因其高效复用、减少开销，符合无状态服务设计原则，体现“约定优于配置”理念。prototype适用于有状态、非线程安全或短生命周期对象，但带来性能损耗和资源管理负担。在Web应用中，request、session、application的区别在于生命周期和可见范围：request对应单次请求，session对应用户会话，application对应整个应用上下文，选择应基于数据的共享需求和生命周期。

Spring中Bean的作用域（Scope）主要有几种：singleton（单例）、prototype（原型）、request（请求）、session（会话）以及application（应用）。理解它们对于我们管理Spring容器中的对象生命周期至关重要，也直接影响到应用的性能和行为。

我们来逐一看看这些作用域的含义和它们在不同场景下的应用。

• Singleton (单例) 这是Spring容器默认的作用域。这意味着对于容器中的一个Bean定义，Spring只会创建一个唯一的实例。所有对该Bean的引用都将指向这个相同的实例。这很适合无状态的服务层Bean，比如Service、DAO等，因为它们通常不持有特定的用户数据，可以被多个请求共享。我个人觉得，这也是Spring设计哲学的一个体现，即通过复用对象来节省资源，提高性能。但话说回来，如果你的Bean有状态，且这个状态是多线程共享的，那就要特别小心线程安全问题了。

• Prototype (原型) 与单例相反，每次从容器中请求prototype作用域的Bean时，Spring都会创建一个新的实例。这对于有状态的Bean非常有用，比如一个代表业务流程的WorkFlow对象，或者每次都需要全新数据的配置对象。我记得有一次，我们团队在处理一个批处理任务时，不小心把一个会话级别的统计Bean设成了单例，结果不同批次的数据互相污染，排查了半天才发现是作用域搞错了。从那以后，我对prototype的理解就深刻多了。

• Request (请求) 这个作用域只在Web应用中有效。它意味着对于每个HTTP请求，Spring容器会创建一个新的Bean实例。请求结束时，该Bean实例也会被销毁。这对于那些需要在单个HTTP请求生命周期内维护状态的Bean非常有用，比如一个存储当前请求用户信息的Bean。想象一下，一个用户登录后，其请求上下文信息就可以通过request作用域的Bean来传递，而不会与另一个用户的请求混淆。

• Session (会话) 同样是Web应用专属，session作用域的Bean在每个HTTP Session中只创建一个实例。这意味着只要用户会话存在，这个Bean就一直存在。它非常适合存储用户登录状态、购物车信息等会话级别的数据。我常常用它来存储一些用户偏好设置，这样用户在同一个会话中访问不同页面时，这些设置都能保持一致。

• Application (应用) 这个作用域的Bean在整个Web应用生命周期内只创建一个实例，并且这个实例在所有Servlet Context中都是可见的。它类似于Web应用中的单例，但作用范围更广，通常用于存储一些全局的配置信息、统计数据或者共享资源。例如，一个全局的计数器，或者一个加载了应用启动时所需资源的Bean，就可以设置为application作用域。

• WebSocket (WebSocket) 虽然不是最常见的，但在Spring 4.0及更高版本中，如果你开发WebSocket应用，还可以使用websocket作用域。它为每个WebSocket会话创建一个Bean实例。这对于在WebSocket连接生命周期内维护状态的Bean很有用。

为什么Spring默认选择单例（Singleton）作为Bean作用域？

Spring将singleton作为默认作用域，这背后有几个非常实际且深思熟虑的原因。首先，也是最核心的一点，是为了资源效率。创建对象，尤其是那些复杂、依赖注入多的对象，是需要消耗CPU和内存的。如果每次需要都创建一个新实例，系统开销会非常大。通过单例，Spring容器在启动时或首次请求时创建一次，之后就复用这个实例，极大地减少了对象创建和垃圾回收的频率，从而提升了应用的整体性能和响应速度。

其次，无状态服务的设计理念。在企业级应用中，很多组件，比如Service层、DAO层，它们的核心职责是执行业务逻辑或数据操作，本身并不需要持有特定的用户状态。它们可以被多个客户端或线程安全地共享。将这些组件设计为单例，完美契合了这种无状态服务的设计模式，避免了不必要的对象膨胀。

再者，简化管理和配置。作为默认值，单例减少了开发者在配置Bean时的心智负担。大多数情况下，我们确实需要单例行为，如果每次都要显式指定，反而会增加代码的冗余。Spring的这种默认选择，无疑是基于“约定优于配置”原则的一个体现。

当然，这并非没有代价。单例Bean必须是线程安全的，或者至少是无状态的。如果一个单例Bean内部维护了可变状态，并且这个状态会被多个线程同时访问和修改，那么就非常容易出现并发问题，这在实际开发中是需要特别注意的。我记得有一次，我们团队的一个单例缓存服务因为没有正确处理并发写入，导致数据不一致，排查了很久才定位到问题。所以，虽然单例是默认且高效的，但绝不能忽视其潜在的线程安全风险。

何时应该考虑使用原型（Prototype）作用域？

使用prototype作用域，就像是告诉Spring：“每次我需要这个Bean时，请给我一个全新的、干净的副本。” 这种需求通常出现在以下几种情况：

• 有状态的业务对象：当你的Bean需要维护一个特定于操作或用户会话的状态时，prototype是理想选择。比如，一个表示订单的Order对象，每次创建新订单时都需要一个全新的实例来填充数据；或者一个工作流引擎中的WorkflowContext对象，每次执行一个工作流实例都需要独立的上下文。如果这些Bean是单例的，那么不同订单或工作流实例的数据就会混淆。
• 非线程安全的对象：如果一个类本身不是线程安全的，并且你无法或者不希望对其进行同步处理，那么将其定义为prototype作用域是一个简单有效的解决方案。这样，每个线程或每次使用都能获得一个独立的实例，避免了共享状态带来的并发问题。
• 短生命周期的辅助对象：有些对象只在某个特定操作的短时间内有效，操作结束后就可以被丢弃。例如，一个临时的报表生成器、一个一次性数据处理器。这些对象通常不需要被容器长期管理，每次创建新的实例更符合其生命周期。
• Bean内部有可变依赖：如果一个Bean依赖于其他prototype作用域的Bean，或者它内部的某些成员变量需要在每次使用时都初始化为全新状态，那么这个Bean本身也可能需要被定义为prototype。

然而，使用prototype也有其缺点。最明显的就是性能开销。每次请求都会触发Bean的实例化、依赖注入以及可能的初始化方法调用，这会增加CPU和内存的消耗。Spring容器不会管理prototypeBean的完整生命周期，特别是销毁回调（destroy方法）不会被自动调用。这意味着如果你在prototypeBean中持有了一些需要手动释放的资源，比如数据库连接、文件句柄，那么你需要自己负责在不再使用时进行清理。这一点我个人觉得是开发者在使用prototype时最容易忽视的坑，往往导致资源泄露。所以，选择prototype时，一定要权衡其带来的便利性和潜在的资源管理责任。

Web应用中常用的作用域（Request, Session, Application）有什么区别？

在Web应用环境中，request、session和application这三种作用域为我们提供了更细粒度的Bean生命周期管理，它们各自服务于不同的场景：

• Request 作用域：一次HTTP请求的生命周期request作用域的Bean的生命周期与单个HTTP请求完全同步。当一个HTTP请求进入时，Spring会为这个请求创建一个新的Bean实例。请求处理完毕（响应发送回客户端）后，这个Bean实例就会被销毁。 典型应用场景：存储与当前请求强相关的临时数据，比如表单提交的数据、用户在当前页面上的选择、一次查询操作的过滤条件等。例如，你可能有一个RequestScopedUserContext Bean，它在每个请求中存储当前登录用户的ID和权限信息，确保不同请求之间的数据隔离。

• Session 作用域：一个用户会话的生命周期session作用域的Bean的生命周期与用户的HTTP Session绑定。当一个用户首次访问应用并创建会话时，Spring会为这个会话创建一个Bean实例。只要这个会话保持活跃（用户持续交互或未超时），这个Bean实例就一直存在。当会话失效（用户登出、超时）时，Bean实例随之销毁。 典型应用场景：存储与特定用户会话相关的持久性数据，如购物车内容、用户登录状态、用户偏好设置、多步骤表单的中间数据等。一个ShoppingCart Bean就是一个典型的session作用域的例子，它记录了用户在整个购物过程中的选购商品。

• Application 作用域：整个Web应用的生命周期application作用域的Bean的生命周期与整个Web应用（Servlet Context）的生命周期一致。在Web应用启动时，Spring会创建这个Bean的实例，并且这个实例在整个应用运行期间都是唯一的，可以被所有用户、所有请求共享。当Web应用关闭时，Bean实例才会被销毁。 典型应用场景：存储全局的、应用级别的配置信息、统计数据、缓存对象、或者需要在应用启动时加载一次的资源。例如，一个GlobalConfig Bean可能存储了数据库连接池配置、系统常量；一个AccessCounter Bean可以统计整个应用的访问量。它本质上是Web环境下的单例，但比普通单例的可见范围更广，直接绑定到ServletContext。

关键区别总结： | 特性 | Request Scope | Session Scope | Application Scope | | :--- | :--- | :--- | :--- | | 生命周期 | 单个HTTP请求 | 单个HTTP会话 | 整个Web应用 | | 可见性 | 仅当前请求可见 | 仅当前会话可见 | 所有请求、所有会话可见 | | 实例数量 | 每个请求一个 | 每个会话一个 | 整个应用一个 | | 用途 | 临时请求数据 | 用户会话数据 | 全局配置、共享资源 |

选择哪种作用域，完全取决于Bean所承载的数据的生命周期和共享需求。如果数据只在一次请求中有效，用request；如果数据需要跟随用户会话，用session；如果数据是全局的、应用级别的，用application。我个人在设计Web应用时，会优先考虑request和session来隔离用户数据，而application则用来放置那些真正不随用户或请求变化的公共资源。这能有效避免数据混乱和潜在的并发问题。

理论要掌握，实操不能落！以上关于《Spring中Bean的常用作用域有哪些？》的详细介绍，大家都掌握了吧！如果想要继续提升自己的能力，那么就来关注golang学习网公众号吧！