Spring框架中的Singleton和Prototype Bean作用域

Spring框架是依赖注入的事实上的框架，在开发可扩展、弹性和安全的云原生环境中具有良好的记录。

在使用Spring Beans时，初学者经常会对Spring beans和它们的作用域感到有些困惑。

以下是我对Singleton和Prototype Bean作用域的简单示例进行阐述的尝试。

Singleton Bean作用域：正如其名称所示，作用域为Singleton的beans在Spring应用程序上下文中只有一个实例可用，然而值得注意的是，同一bean在Spring常量中可以具有不同的Bean名称下拥有多个实例。

这个想法与_Singleton设计模式_的概念有些不同，后者表示一旦将Java类设计为单例，JVM将在内存中只有单个实例可用。

Illustration 1.0 下面的插图显示了一个账户服务Spring bean，该bean可以具有不同的名称，同一服务在Spring上下文中可以存在两个不同的名称。

当我们在Java应用程序中引用一个singleton类时，该类只有一个实例可用，然而在Spring中，Singleton并不意味着上下文中只有一个该类型的实例，它可以有多个具有不同名称的该类型实例。

Prototype Bean作用域：当应用程序程序员将bean的作用域定义为Prototype时，这意味着每次有人请求引用一个bean时，Spring框架会返回全新的bean实例。Spring框架管理对象类型。

Illustration 1.1： 下面的插图定义了一个Prototype作用域的bean，并解释了每次我们请求Spring时，Spring都会提供所请求的bean的新实例。

为什么要让一个bean具有Prototype作用域？

Prototype作用域是为了避免两个线程在访问Singleton Bean时出现竞争条件。由于多线程环境的交错性质，这是一个经典的并发问题，操作的结果是不可预测的。因此，为了确保每个线程都获得自己的bean副本，开发人员希望确保每个线程都获得自己的副本。

什么是竞争条件？

以股票应用程序为例。股票价格每秒钟更新一次，并且用于为特定股票ID更新股票价格的代码是在并发上下文中编写的，这意味着可能有多个调用者试图更新股票X的价格。考虑一个一系列步骤的情况：

1.Mike试图将股票X的价格更新为110美元。2.Mike读取股票X的价格并将其增加到120美元。3.与此同时，在Mike将此写入主内存之前，他去了洗手间。4.Bob拿着咖啡回来，看到屏幕上的旧股票价值为105，他将股票X的价值更新为125美元。5.Mike回来，然后将股票X的值再次更新为120美元。6.由于这个构造，Mike想要对股票X进行的更新对Bob是不可见的，他再次覆盖了它。7.这是典型的竞争条件，我希望每个人都理解，就像Mike和Bob可以在这里被线程A和线程B替换一样，在并发环境中。

如果StockPrice被定义为Prototype作用域的bean，则每个线程都会获得其自己的StockPrice副本，它们不会互相干扰。但是，获得Stock价格的不同副本并不消除对给定股票的Stock价格更新进行同步的需要，它需要在一系列原子步骤中完成，但为了避免复杂性，我们可以略过这个讨论，以便理解Prototype Bean作用域。

Illustration 1.2： 下面的插图定义了一个Prototype作用域的bean，并解释了每个线程都会获得Prototype bean的新实例。

总结：

1.默认情况下，Spring bean的作用域是Singleton。2.Singleton作用域的bean在Spring应用程序上下文中可以具有不同的名称下的多个实例。3.Prototype bean是Spring框架提供的一个约定，每次请求时都会由框架提供bean的新实例。4.Prototype作用域的bean可以用于Singleton作用域的bean，但应该注意我们如何从上下文中获取该bean，因为如果将Prototype bean定义在Singleton bean内部，则Spring提供的原型bean实例只会有一个，这违背了其自身的目的。5.为了避免竞争条件，可以使用Prototype Bean作用域。