Spring的Bean原型模式下的使用

目录

1、问题原因

1.1、注入点只初始化一次

1.2、代理模式问题

1.3、使用不当的获取方式

2、解决方案

2.1. ApplicationContext获取

2.2. 使用ObjectProvider

2.3. 使用Lookup方法

2.4. 使用Provider接口

3、原型模式的应用场景

1. 有状态的Bean

2. 线程不安全的对象

3. 需要每次使用新实例的场景

4. 需要避免副作用的场景

4、注意事项

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前言

        原型(Prototype)模式的Bean在Spring中每次请求时都会创建一个新的实例，这与单例(Singleton)模式形成对比。

如下图所示：

        默认情况下，Spring中的Bean采用单例模式，即容器始终返回同一实例。然而，通过将singleton属性设置为false，可以使得每次请求都返回一个新的Bean实例。

        当你在Spring中使用原型(prototype)作用域的Bean时，如果通过@Autowired注入后发现仍然是单例行为。

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1、问题原因

1.1、注入点只初始化一次

@Autowired在依赖注入时只发生一次（在Bean创建时），之后每次访问都是同一个实例。

1.2、代理模式问题

        如果原型Bean被代理（如AOP代理），而代理配置不正确，可能导致每次获取的都是同一个代理实例。

1.3、使用不当的获取方式

直接通过@Autowired注入原型Bean实际上违背了原型模式的设计初衷。

总结：

  @Autowired在依赖注入时只执行一次，将原型Bean注入到单例Bean中时，这个注入动作只发生一次，因此单例Bean持有的始终是同一个原型Bean实例。这与原型Bean的设计初衷相违背。

        正确的方式应该是每次需要新实例时都从容器中显式获取，而不是在初始化时就注入并持有。

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2、解决方案

2.1. ApplicationContext获取

@Autowired
private ApplicationContext applicationContext;public void someMethod() {PrototypeBean bean = applicationContext.getBean(PrototypeBean.class);// 每次调用getBean()都会返回新实例
}

2.2. 使用ObjectProvider

使用(Spring 4.3+)版本，代码示例如下：

@Autowired
private ObjectProvider<PrototypeBean> prototypeBeanProvider;public void someMethod() {PrototypeBean bean = prototypeBeanProvider.getObject();// 每次getObject()都会返回新实例
}

2.3. 使用Lookup方法

通过@lookup注解，重写get${method}方法。

代码示例如下：

@Configuration
public class AppConfig {@Bean@Scope("prototype")public PrototypeBean prototypeBean() {return new PrototypeBean();}
}@Component
public class SingletonBean {// 使用方法注入@Lookuppublic PrototypeBean getPrototypeBean() {return null; // Spring会覆盖此方法实现}public void someMethod() {PrototypeBean bean = getPrototypeBean(); // 每次调用都返回新实例}
}

2.4. 使用Provider接口

Provider接口是位于(javax.inject)包下。

代码实现如下：

@Autowired
private Provider<PrototypeBean> prototypeBeanProvider;public void someMethod() {PrototypeBean bean = prototypeBeanProvider.get();// 每次get()都会返回新实例
}

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3、原型模式的应用场景

1. 有状态的Bean

当Bean需要维护状态，且不同使用者需要独立的状态时：

• 用户会话相关的对象

• 请求处理过程中的上下文对象

• 购物车实例

• 表单数据对象

@Scope("prototype")
@Component
public class ShoppingCart {private List<Item> items = new ArrayList<>();// 每个用户需要自己的购物车实例
}

2. 线程不安全的对象

当Bean不是线程安全的，且需要在多线程环境中使用时：

• 简单的日期格式化器(SimpleDateFormat)

• 随机数生成器

• 某些第三方库的非线程安全类

@Scope("prototype")
@Component
public class DateFormatter {private SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");// 每个线程需要自己的实例
}

3. 需要每次使用新实例的场景

• 临时计算器对象

• 事务处理器(某些场景下)

• 原型设计模式的实际应用

@Scope("prototype")
@Component
public class ReportGenerator {// 每次生成报告都需要新的实例来保持独立性
}

4. 需要避免副作用的场景

当Bean的操作会修改内部状态，且这种修改不应该影响其他使用者时：

• 数据处理器

• 文件处理器

• 临时缓存对象

@Scope("prototype")
@Component
public class FileProcessor {private File currentFile;// 每个文件处理需要独立的处理器实例
}

4、注意事项

1. 内存考虑：原型Bean不会自动销毁，需要确保不会造成内存泄漏

2. 性能影响：频繁创建复杂对象可能影响性能

3. 依赖管理：原型Bean注入单例Bean时要特别小心（通常使用方法注入）

4. 测试复杂性：原型Bean可能增加测试的复杂性

        正确使用原型模式可以解决许多与状态和线程安全相关的问题，但需要权衡其带来的资源开销。