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Spring 核心原理：Bean 作用域、生命周期与 SpringBoot 自动配置

news 2025/10/19 9:37:49

在 Spring 生态中，Bean 的管理与 SpringBoot 的自动配置是核心基石。理解 Bean 的作用域能合理控制对象创建策略，掌握生命周期可自定义对象行为，而吃透自动配置原理则能清晰 SpringBoot “开箱即用” 的本质。本文将结合实例与源码，系统拆解这三大核心知识点。

一、Bean 的作用域：控制对象的创建策略

Bean 的作用域定义了 Bean 在 Spring 容器中的行为模式，决定了获取 Bean 时是复用实例还是创建新实例，共支持 6 种作用域，其中后 4 种仅在 Spring MVC web 环境生效。

1.1 6 种作用域详解

作用域	核心说明	适用场景
singleton	默认作用域，每个 Spring IoC 容器内同名称 Bean 仅 1 个实例，全局共享	无状态对象（如 Service、Dao）
prototype	每次获取 Bean 时创建新实例，容器仅负责创建，不管理销毁	有状态对象（如请求参数对象）
request	每个 HTTP 请求生命周期内创建 1 个实例，请求结束后销毁	单次请求内共享数据
session	每个 HTTP Session 生命周期内创建 1 个实例，会话失效后销毁	用户会话内共享数据（如登录信息）
application	每个 ServletContext 生命周期内 1 个实例，等同于 web 应用全局单例	应用级共享数据（如全局配置）
websocket	每个 WebSocket 连接生命周期内 1 个实例，连接关闭后销毁	实时通信场景

1.2 作用域代码实现

通过@Scope注解指定 Bean 的作用域，不同作用域对应不同的注解取值：

import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableBeanFactory;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Scope;
import org.springframework.web.context.annotation.RequestScope;
import org.springframework.web.context.annotation.SessionScope;@Component
public class DogBeanConfig {// 单例作用域（默认，可省略@Scope）@Bean@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON)public Dog singleDog() {return new Dog();}// 原型作用域@Bean@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)public Dog prototypeDog() {return new Dog();}// 请求作用域（等同于@Scope(value = WebApplicationContext.SCOPE_REQUEST, proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)）@Bean@RequestScopepublic Dog requestDog() {return new Dog();}// 会话作用域@Bean@SessionScopepublic Dog sessionDog() {return new Dog();}
}

1.3 作用域关键特性验证

singleton：多次从容器获取 Bean，地址一致，修改一个实例会影响所有引用。
prototype：每次getBean()获取的实例地址不同，容器启动时不初始化，仅在获取时创建。
request：同一请求内获取的 Bean 地址一致，不同请求则不同。
session：同一浏览器会话内 Bean 地址一致，换浏览器（新会话）则重新创建。

二、Bean 的生命周期：从创建到销毁的完整流程

Bean 的生命周期是指 Bean 从容器中诞生到最终销毁的全过程，共分为 5 个核心阶段，其中初始化和销毁阶段支持用户自定义扩展。

2.1 生命周期 5 大阶段

实例化（Instantiation）：为 Bean 分配内存空间，调用类的构造函数，此时 Bean 仅为 “空对象”，属性未赋值。
属性赋值（Populate）：通过@Autowired、Setter 方法或构造函数注入依赖的 Bean，为 Bean 的属性赋值。
初始化（Initialization）：Bean 功能完善阶段，执行顺序为：
- 调用BeanNameAware、BeanFactoryAware等接口方法（获取容器信息）；
- 执行@PostConstruct注解标注的初始化方法；
- 执行InitializingBean接口的afterPropertiesSet()方法；
- 执行 XML 配置或@Bean指定的init-method方法。
使用（Usage）：Bean 处于可用状态，供应用程序调用。
销毁（Destruction）：容器关闭时执行，顺序为：
- 执行@PreDestroy注解标注的销毁方法；
- 执行DisposableBean接口的destroy()方法；
- 执行 XML 配置或@Bean指定的destroy-method方法。

2.2 生命周期代码演示

通过实现接口与注解，自定义 Bean 的生命周期行为：

import jakarta.annotation.PostConstruct;
import jakarta.annotation.PreDestroy;
import org.springframework.beans.factory.BeanNameAware;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;@Component
public class BeanLifeComponent implements BeanNameAware {private UserComponent userComponent;// 1. 实例化：执行构造函数public BeanLifeComponent() {System.out.println("1. 执行构造函数（实例化）");}// 2. 属性赋值：通过Setter注入依赖@Autowiredpublic void setUserComponent(UserComponent userComponent) {this.userComponent = userComponent;System.out.println("2. 执行属性赋值");}// 3. 初始化：实现BeanNameAware接口，获取Bean名称@Overridepublic void setBeanName(String s) {System.out.println("3. 执行setBeanName（Aware接口）：" + s);}// 3. 初始化：@PostConstruct注解标注初始化方法@PostConstructpublic void postConstruct() {System.out.println("4. 执行@PostConstruct（初始化）");}// 4. 使用：Bean的业务方法public void use() {System.out.println("5. 执行use方法（使用Bean）");}// 5. 销毁：@PreDestroy注解标注销毁方法@PreDestroypublic void preDestroy() {System.out.println("6. 执行@PreDestroy（销毁）");}
}

运行后输出顺序与生命周期阶段完全一致，清晰展现了 Bean 从创建到销毁的全过程。

2.3 生命周期源码核心逻辑

Bean 的生命周期在 Spring 源码中通过AbstractAutowireCapableBeanFactory类的方法实现，核心对应关系如下：

createBeanInstance()：实例化 Bean，调用构造函数；
populateBean()：属性赋值，注入依赖；
initializeBean()：初始化 Bean，执行 Aware 接口、初始化方法；
销毁逻辑则通过DisposableBeanAdapter类触发，调用销毁相关方法。

三、SpringBoot 自动配置：“开箱即用” 的底层原理

SpringBoot 自动配置的核心是：容器启动时，自动加载依赖 Jar 包中的配置类与 Bean 到 IoC 容器，无需手动声明，其本质是通过@SpringBootApplication注解封装了三大核心能力。

3.1 自动配置的核心入口：@SpringBootApplication

@SpringBootApplication是一个组合注解，包含三个关键子注解，共同实现自动配置：

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@SpringBootConfiguration // 1. 标志当前类为配置类
@EnableAutoConfiguration  // 2. 开启自动配置（核心）
@ComponentScan            // 3. 扫描当前包及子包的Bean
public @interface SpringBootApplication {// 省略属性...
}

三个子注解的作用分别是：

@SpringBootConfiguration：本质是@Configuration，标注当前类为配置类，支持定义@Bean。
@ComponentScan：默认扫描启动类所在包及子包，将标注@Controller、@Service等注解的类注入容器。
@EnableAutoConfiguration：自动配置的核心，通过导入配置类实现 Bean 的自动加载。

3.2 自动配置的核心逻辑：@EnableAutoConfiguration

@EnableAutoConfiguration通过@Import导入AutoConfigurationImportSelector类，该类负责加载所有自动配置类，核心流程如下：

加载配置类列表：AutoConfigurationImportSelector的selectImports()方法调用getCandidateConfigurations()，读取所有依赖 Jar 包中META-INF/spring.factories和META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports文件中的配置类全路径。
过滤生效配置类：通过@Conditional系列注解（如@ConditionalOnClass、@ConditionalOnMissingBean）动态判断配置类是否生效。例如RedisAutoConfiguration仅在类路径存在RedisOperations类且容器中无RedisTemplateBean 时才生效。
注入容器：生效的配置类被加载到 IoC 容器，其内部@Bean标注的方法会创建 Bean 并注入容器，实现 “开箱即用”。

3.3 第三方依赖的自动配置适配

当引入第三方依赖（如 MyBatis、Redis）时，无需手动配置，因为第三方依赖已按 SpringBoot 约定，在自身 Jar 包中提供了META-INF/spring.factories文件，声明了自动配置类。SpringBoot 启动时会自动扫描这些文件，加载对应的配置类与 Bean。

四、核心知识点总结

Bean 作用域：6 种作用域对应不同的实例创建策略，默认singleton，prototype适用于有状态对象，web 环境专用作用域（request/session等）需结合 web 场景使用。
Bean 生命周期：5 大阶段（实例化→属性赋值→初始化→使用→销毁），初始化和销毁阶段支持通过注解（@PostConstruct/@PreDestroy）或接口自定义行为。
SpringBoot 自动配置：核心是@SpringBootApplication注解，通过@EnableAutoConfiguration导入依赖中的配置类，结合@Conditional注解动态生效，实现 “开箱即用”。