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二十一、面向对象底层逻辑-scope作用域接口设计

news 来源：原创 2025/6/16 0:01:40

一、引言：Bean生命周期的精密控制

在Spring框架中，Bean的作用域管理是容器体系的核心能力之一。Scope接口作为Spring作用域扩展机制的基石，赋予了开发者对Bean实例生命周期的原子级控制能力。通过该接口，我们既能使用Spring的内置作用域，也能实现自定义的实例管理策略，满足复杂业务场景的精细化控制需求。

二、接口定位与核心价值

1. 核心职责

实例生命周期管理：控制Bean的创建、获取和销毁时机
作用域策略扩展：支持自定义实例管理规则（如线程级、会话级作用域）
容器集成：与ApplicationContext深度整合，管理作用域上下文
资源释放控制：确保作用域结束时正确销毁相关资源

三、核心方法与实现解析

1. 接口定义

public interface Scope {// 获取作用域实例（核心方法）Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory);// 移除指定实例@NullableObject remove(String name);// 注册销毁回调void registerDestructionCallback(String name, Runnable callback);// 解析上下文键（如会话ID）@NullableObject resolveContextualObject(String key);// 获取会话标识（用于作用域隔离）@NullableString getConversationId();
}

2. Spring内置实现

实现类	作用域	特点	典型应用场景
SingletonScope	singleton	默认作用域，单例模式	无状态服务、配置类
PrototypeScope	prototype	每次获取新实例	有状态对象、线程不安全类
RequestScope	request	请求级别作用域	Web请求上下文数据存储
SessionScope	session	会话级别作用域	用户会话数据管理
SimpleThreadScope	thread	线程级别作用域（需手动注册）	线程局部变量管理

四、自定义作用域实现指南

1. 实现步骤

步骤一：实现Scope接口

public class ClusterScope implements Scope {private final ConcurrentMap<String, Object> instances = new ConcurrentHashMap<>();@Overridepublic Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory) {return instances.computeIfAbsent(name, k -> objectFactory.getObject());}@Overridepublic void registerDestructionCallback(String name, Runnable callback) {// 集群环境下向所有节点广播销毁事件ClusterEventPublisher.publishDestructionEvent(name, callback);}
}

步骤二：注册自定义作用域

@Configuration
public class ScopeConfig {@Beanpublic static CustomScopeConfigurer clusterScopeConfigurer() {CustomScopeConfigurer configurer = new CustomScopeConfigurer();configurer.addScope("cluster", new ClusterScope());return configurer;}
}

步骤三：使用自定义作用域

@Service
@Scope("cluster")
public class ClusterWideCache {// 集群范围内共享的缓存实例
}

五、高级应用场景

1. 分布式会话管理

public class DistributedSessionScope implements Scope {private final SessionStore sessionStore; // 连接Redis/Memcached等public Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory) {String sessionId = getCurrentSessionId();return sessionStore.computeIfAbsent(sessionId, name, () -> objectFactory.getObject());}
}

2. 事务绑定作用域

public class TransactionScope implements Scope {public Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory) {if (TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive()) {// 事务内返回同一实例return TransactionResources.get(name, objectFactory);}return objectFactory.getObject(); // 非事务环境新实例}
}

3. 租户隔离实现

public class TenantScope implements Scope {public Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory) {String tenantId = TenantContext.getCurrentTenant();return TenantIsolatedCache.get(tenantId, name, objectFactory);}
}

六、生产级最佳实践

1. 作用域代理配置

@Bean
@Scope(scopeName = "cluster", proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public CacheService clusterCache() {return new RedisCacheService();
}

2. 生命周期监控

public class MonitoringScope implements Scope {private final Scope delegate;public Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory) {long start = System.currentTimeMillis();Object instance = delegate.get(name, objectFactory);Metrics.recordGetTime(name, System.currentTimeMillis() - start);return instance;}
}

3. 资源泄漏防护

public class LeakDetectionScope implements Scope {private final Map<String, WeakReference<Object>> instances = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());public Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory) {Object instance = objectFactory.getObject();instances.put(name, new WeakReference<>(instance));LeakDetector.monitor(instance);return instance;}
}

七、接口设计底层逻辑

1. 服务域对象

Scope属于服务域对象，以单实例服务于所有调用，加载后不可变并缓存在ConfigurableBeanFactory中。

2. 元数据对象

Scope接口中传入的String name属于元数据，描述了bean的名称，同时传入了ObjectFactory，它属于服务域对象。

3. 实体域对象

Scope接口返回的Object属于实体域对象

4. 单一职责

Strategy interface used by a {@link ConfigurableBeanFactory},
* representing a target scope to hold bean instances in.
* This allows for extending the BeanFactory's standard scopes