深入探索Spring：Bean管理与Spring Boot自动配置原理

Ne0inhk

— 9 min read
深入探索Spring：Bean管理与Spring Boot自动配置原理

目录

Spring 原理深入探索

1. Bean 的作用域和生命周期

1.1 Bean 的作用域

在Spring中，Bean的作用域（Scope）决定了Bean的实例化方式以及其生命周期。以下是Spring中常见的Bean作用域：

作用域说明
singleton每个Spring IoC容器内同名称的bean只有⼀个实例(单例)(默认 ）
prototype每次使用该bean时会创建新的实例(非单例)
request每个HTTP 请求生命周期内, 创建新的实例
session每个HTTP Session生命周期内, 创建新的实例
application每个ServletContext生命周期内, 创建新的实例
websocket每个WebSocket生命周期内, 创建新的实例

我们直接上代码 后面根据运行结果观察Bean的作用域。

创建一个Dog实体类：
publicclassDog{privateString name;publicStringgetName(){return name;}publicvoidsetName(String name){this.name = name;}}
创建一个DogCompoent类（交给Spring进行管理）：
@ComponentpublicclassDogCompoent{@BeanpublicDogdog(){returnnewDog();}// 单例@BeanpublicDogsingleDog(){returnnewDog();}// 多例@Bean@Scope("prototype")publicDogprototypeDog(){returnnewDog();}//request@Bean@RequestScopepublicDogrequestDog(){returnnewDog();}//session@Bean@SessionScopepublicDogsessionDog(){returnnewDog();}//application@Bean@ApplicationScopepublicDogapplicationDog(){returnnewDog();}}
定义一个controller类：
@RestController@RequestMapping("/dog")publicclassDogController{@AutowiredApplicationContext context;// 单例作用域@Resource(name ="singleDog")Dog singleDog;// 多例作用域(原型)@Resource(name="prototypeDog")Dog prototypeDog;//@Resource(name ="requestDog")Dog requestDog;//@Resource(name ="sessionDog")Dog sessionDog;//@Resource(name ="applicationDog")Dog applicationDog;@RequestMapping("/singleton")publicStringsingleton(){Dog contextDog = context.getBean("singleDog",Dog.class);return"contextDog"+contextDog+",resource"+singleDog;}@RequestMapping("/prototype")publicStringprototype(){Dog contextDog = context.getBean("prototypeDog",Dog.class);return"contextDog"+contextDog+",resource"+prototypeDog;}@RequestMapping("/request")publicStringrequest(){Dog contextDog = context.getBean("requestDog",Dog.class);return"contextDog"+contextDog+",resource"+ requestDog;}@RequestMapping("/session")publicStringsession(){Dog contextDog = context.getBean("sessionDog",Dog.class);return"contextDog"+contextDog+",resource"+ sessionDog;}@RequestMapping("/application")publicStringapplication(){Dog contextDog = context.getBean("applicationDog",Dog.class);return"contextDog"+contextDog+",resource"+ applicationDog;}}
启动类：
@SpringBootApplicationpublicclassSpringPrincipleApplication{publicstaticvoidmain(String[] args){SpringApplication.run(SpringPrincipleApplication.class, args);}}

启动项目： 测试不同作用域的Bean取到的对象是否一样：

  • Singleton（单例）
    • Spring默认的作用域，所有客户端共享同一个Bean实例。
    • 适用于无状态Bean。

单例作用域的Bean:http://127.0.0.1:8080:/dog/singleton

在这里插入图片描述


多次访问, 得到的都是同⼀个对象, 并且 @Autowired 和applicationContext.getBean()也是同⼀个对象。

在这里插入图片描述
  • Prototype（原型）
    • 每次注入或获取Bean时，都会创建一个新的实例。
    • 适用于有状态Bean。

原型作用域的Bean:http://127.0.0.1:8080:/dog/prototype

在这里插入图片描述


观察ContextDog, 每次获取的对象都不⼀样(注入的对象在Spring容器启动时, 就已经注入了, 所以多次请求也不会发生变化)

在这里插入图片描述
  • Request（请求范围）
    • 每个HTTP请求创建一个新的Bean实例。
    • 适用于Web应用中的请求相关数据。
      request作用域的Bean:http://127.0.0.1:8080:/dog/request
在这里插入图片描述


在⼀次请求中, @Autowired 和 applicationContext.getBean() 也是同⼀个对象.但是每次请求, 都会重新创建对象.

在这里插入图片描述
  • Session（会话范围）
    • 每个HTTP会话创建一个新的Bean实例。
    • 适用于用户会话相关数据。

session作用域的Bean:http://127.0.0.1:8080:/dog/session

在这里插入图片描述


在这里插入图片描述


在一个session当中，多次请求，获取的对象都是同一个。
但是我们换一个浏览器访问会重新创建对象（另外一个session）

  • Application（应用范围）
    • 每个ServletContext创建一个Bean实例。

session作用域的Bean:http://127.0.0.1:8080:/dog/application

在这里插入图片描述
在⼀个应用中, 多次访问都是同一个对象.
Application scope就是对于整个web容器来说, bean的作⽤域是ServletContext级别的. 这个和
singleton有点类似，区别在于: Application scope是ServletContext的单例, singleton是⼀个
ApplicationContext的单例. 在⼀个web容器中ApplicationContext可以有多个。

1.2 Bean 的生命周期

Bean的生命周期从创建到销毁，Spring对其进行了详细的管理：

  1. Bean的创建
    • 通过构造器或工厂方法创建Bean实例。
  2. 依赖注入
    • 根据配置注入Bean的依赖项。
  3. 初始化回调
    • 调用Bean的初始化方法（如@PostConstruct注解标注的方法）。
    • Spring的InitializingBean接口或自定义初始化方法。
  4. Bean可用
    • Bean已经准备就绪，可以被应用程序使用。
  5. 销毁回调
    • 当应用上下文关闭时，调用Bean的销毁方法。
    • 如@PreDestroy注解标注的方法，或DisposableBean接口。
创建一个BeanLifeComponent类继承BeanNameAware来说明Bean的生命周期从创建到销毁。

代码：

importjakarta.annotation.PostConstruct;importjakarta.annotation.PreDestroy;importorg.springframework.beans.factory.BeanNameAware;importorg.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;importorg.springframework.stereotype.Component;@ComponentpublicclassBeanLifeComponentimplementsBeanNameAware{//// @AutowiredprivateDogCompoent dogCompoent;//1. 实例化publicBeanLifeComponent(){System.out.println("执行构造方法....");}// 2.属性赋值(seter方法注入)@AutowiredpublicvoidsetDogCompoent(DogCompoent dogCompoent){this.dogCompoent = dogCompoent;System.out.println("执行属性赋值");}//获取Bean的名称@OverridepublicvoidsetBeanName(String name){System.out.println("执行BeanNameAware,beanName:"+name);}// 初始化方法@PostConstructpublicvoidinit(){System.out.println("初始化方法...");}// 4.使用Beanpublicvoiduse(){System.out.println("使用Bean,执行use 方法");}// 5.销毁Bean@PreDestroypublicvoiddestroy(){System.out.println("销毁bean");}}

启动项目：

在这里插入图片描述


进行测试：

@TestvoidtestBean(){BeanLifeComponent bean = context.getBean(BeanLifeComponent.class); bean.use();}
在这里插入图片描述

可以看到使用Bean成功了。
流程：

在这里插入图片描述

2. Spring Boot 自动配置流程

SpringBoot的自动配置就是当Spring容器启动后, ⼀些配置类, bean对象等就自动存入到了IoC容器中,不需要我们手动去声明, 从而简化了开发, 省去了繁琐的配置操作。
SpringBoot自动配置, 就是指SpringBoot是如何将依赖jar包中的配置类以及Bean加载到Spring IoC容器中的Spring Boot通过自动配置（Auto-Configuration）简化了配置过程，以下是其核心流程：
数据准备
在这里插入图片描述
importorg.springframework.context.annotation.Configuration;//第三方@ConfigurationpublicclassSliqverconfig{publicvoidstudy(){System.out.println("Sliqverconfig study... ");}}
获取Sliqverconfig这个Bean
写测试用例：
@AutowiredApplicationContext context;@TestvoidtestBean(){Sliqverconfig bean = context.getBean(Sliqverconfig.class);System.out.println(bean);}
在这里插入图片描述


可以看到测试报错，那这个是什么原因呢？

原因分析

Spring通过五⼤注解和 @Bean 注解可以帮助我们把Bean加载到SpringIoC容器中, 以上有个前提就是这些注解类需要和SpringBoot启动类在同⼀个目录下 ( @SpringBootApplication 标注的类 就是SpringBoot项目的启动类。

在这里插入图片描述


可以看到这个Sliqverconfig类并不和启动类在同一个包下面。
这个Sliqverconfig类相当于第三方包，那我们怎么样把这个包，交给Spring管理这些Bean呢？

解决方案

我们需要指定路径或者引入的文件, 告诉Spring, 让Spring进行扫描到.
常见的解决方法有两种：

1. @ComponentScan 组件扫描

@ComponentScan(basePackages ="com.config")@SpringBootApplicationpublicclassSpringPrincipleApplication{publicstaticvoidmain(String[] args){SpringApplication.run(SpringPrincipleApplication.class, args);}}

再进行测试:

在这里插入图片描述


获取成功.

2. @Import

导入类
@Import(Sliqverconfig.class)@SpringBootApplicationpublicclassSpringPrincipleApplication{publicstaticvoidmain(String[] args){SpringApplication.run(SpringPrincipleApplication.class, args);}}

再进行测试:

在这里插入图片描述


获取成功.

导⼊ ImportSelector 接口实现类
publicclassMySelectorimplementsImportSelector{@OverridepublicString[]selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata){returnnewString[]{"com.config.Sliqverconfig"};}}

启动类:

@Import(MyRegistrar.class)@SpringBootApplicationpublicclassSpringPrincipleApplication{publicstaticvoidmain(String[] args){SpringApplication.run(SpringPrincipleApplication.class, args);}}

再进行测试:

在这里插入图片描述


获取成功.

问题:
但是他们都有⼀个明显的问题, 就是使用者需要知道第三方依赖中有哪些Bean对象或配置类. 如果漏掉其中⼀些Bean, 很可能导致我们的项目出现大的事故.这对程序员来说非常不友好.
依赖中有哪些Bean, 使用时候需要配置哪些bean, 第三方依赖最清楚, 那能否由第三方依赖来做这件事呢?
比较常见的方法就是第三方依赖给我们提供⼀个注解, 这个注解⼀般都以@EnableXxxx开头的注解,注解中封装的就是 @Import 注解.

第三⽅依赖提供注解.
importorg.springframework.context.annotation.Import;importjava.lang.annotation.ElementType;importjava.lang.annotation.Retention;importjava.lang.annotation.RetentionPolicy;importjava.lang.annotation.Target;//注解//类@Target(ElementType.TYPE)//生命周期@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Import(MySelector.class)//指定要导入的类public@interfaceEnableSliqversConfig{}

注解中封装 @Import 注解, 导入MySelector.class

启动类:
直接使用第三方提供的注解:

//通过第三方注解 @EnableSliqversConfig@EnableSliqversConfig@SpringBootApplicationpublicclassSpringPrincipleApplication{publicstaticvoidmain(String[] args){SpringApplication.run(SpringPrincipleApplication.class, args);}}

再进行测试:

在这里插入图片描述


获取成功.

Spring boot 配置流程如下:

在这里插入图片描述

3.总结

Spring的Bean管理和生命周期机制是其核心功能，而Spring Boot的自动配置流程则大大简化了配置工作，帮助开发者快速构建应用。

Read more

【动态规划篇】专题(六)：子序列问题——不连续的艺术

【动态规划篇】专题(六)：子序列问题——不连续的艺术

文章目录 * LIS 模型及其衍生：回头看，全是风景 * 一、 前言：从 O(N) 到 O(N²) * 二、 最长递增子序列 (Medium) * 2.1 题目描述 * 2.2 核心思路：LIS 模型 * 2.3 代码实现 * 三、 摆动序列 (Medium) * 3.1 题目描述 * 3.2 状态定义：波峰与波谷 * 3.3 代码实现 * 四、 最长递增子序列的个数 (Medium) * 4.1 题目描述 * 4.2 双重状态 * 4.

By Ne0inhk
设计五种算法精确的身份证号匹配

设计五种算法精确的身份证号匹配

问题定义与数据准备 我们有两个Excel文件： * small.xlsx: 包含约5,000条记录。 * large.xlsx: 包含约140,000条记录。 目标：快速、高效地从large.xlsx中找出所有其“身份证号”字段存在于small.xlsx“身份证号”字段中的记录，并将这些匹配的记录保存到一个新的Excel文件result.xlsx中。 假设：身份证号字段名在两个表中都是id_card。 首先，我们进行准备工作，安装必要的库并模拟一些数据用于测试和性能估算。 pip install pandas openpyxl import pandas as pd import time import random # 为演示和测试，我们可以创建一些模拟数据（实际中使用pd.read_excel读取你的文件）defgenerate_id_card():"""

By Ne0inhk

【Python高性能编程必修课】：绕开Threading陷阱的3种正确并发方案

第一章：Python多线程Threading无法加速计算型任务的原因 Python 的多线程模块 `threading` 在处理 I/O 密集型任务时表现良好，但在执行计算型任务时却无法实现真正的并行加速。其根本原因在于 Python 解释器中的全局解释器锁（Global Interpreter Lock，简称 GIL）。 GIL 的作用与限制 GIL 是 CPython 解释器的一项机制，它确保同一时刻只有一个线程执行 Python 字节码。虽然允许多个线程存在，但 GIL 强制它们串行执行，从而保护内存管理的完整性。对于涉及大量 I/O 操作的任务（如文件读写、网络请求），线程在等待期间会释放 GIL，因此多线程仍能提升效率。然而，在 CPU 密集型任务中，线程持续占用 CPU 并持有 GIL，导致其他线程无法并行运算。

By Ne0inhk