【Java面试】第八天

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目录

  • BeanFactory和FactroyBean的关系？
    • BeanFactory
    • FactoryBean
  • Spring 中的 Bean 是线程安全的吗？
    • 有状态的Bean如何解决线程安全问题
  • Spring 中的 Bean 作用域有哪些？
    • 作用域与循环依赖
    • 自定义作用域

BeanFactory和FactroyBean的关系？

FactoryBean和BeanFactory是Spring中的两个重要的概念。先看一下他们的类定义：

FactoryBean：

package org.springframework.beans.factory;public interface FactoryBean<T> {T getObject() throws Exception;Class<?> getObjectType();boolean isSingleton();
}

BeanFactory：

package org.springframework.beans.factory;public interface BeanFactory {Object getBean(String name) throws BeansException;<T> T getBean(String name, Class<T> requiredType) throws BeansException;Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;<T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException;<T> T getBean(Class<T> requiredType, Object... args) throws BeansException;boolean containsBean(String name);boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;// ...
}

至少从代码上来看，这两个东西都是接口（interface)，然后都是在org.springframework.beans.factory包下面的。

网上有很多概念的解释，说明他俩的区别，但是很多人还是看不懂，下面是的解释我结合了具体的case，帮助大家更好地理解他们的作用，理解了各自的作用，那么区别自然也就理解了。

BeanFactory

BeanFactory比较常用，名字也比较容易理解，就是Bean工厂，他是整个Spring IoC容器的一部分，负责管理Bean的创建和生命周期。

其中提供了一系列方法，可以让我们获取到具体的Bean实例。你可能没有直接用过BeanFactory，但是你肯定用过或者见过：

applicationContext.getBean(requiredType);applicationContext.getBean(name);

以上就是我们经常用的，在Spring的上下文中通过bean名称或者类型获取bean的方式，而这里的ApplicationContext，其实就是一种BeanFactory。这里面调用的getBean方法，就是上面我们在BeanFactory中看到的方法。

所以，BeanFactory是Spring IoC容器的一个接口，用来获取Bean以及管理Bean的依赖注入和生命周期。

FactoryBean

FactoryBean是一个接口，用于定义一个工厂Bean，它可以产生某种类型的对象。当在Spring配置文件中定义一个Bean时，如果这个Bean实现了FactoryBean接口，那么Spring容器不直接返回这个Bean实例，而是返回FactoryBean#getObject()方法所返回的对象。

是不是还是听不懂？

那我给你举个具体的例子你就知道了。

Dubbo用过吧（没用过？那可能理解起来比较吃力，因为FactoryBean确实是在很多框架中用到的比较多，比如Kafka、dubbo等各种框架中都会用他来和Spring做集成）。

当我们想要在Dubbo中定义一个远程的提供者提供的的Bean的时候，可以用@DubboReference或者dubbo:reference

而这两种定义方式的最终实现都是一个Dubbo中的ReferenceBean ，它负责创建并管理远程服务代理对象。而这个ReferenceBean就是一个FactoryBean的实现。

public class ReferenceBean<T> implements FactoryBean<T>,ApplicationContextAware, BeanClassLoaderAware, BeanNameAware, InitializingBean, DisposableBean {}

ReferenceBean的主要作用是创建并配置Dubbo服务的代理对象。这些代理对象允许客户端像调用本地方法一样调用远程服务。创建Dubbo服务代理通常涉及复杂的配置和初始化过程，包括网络通信设置、序列化配置等。通过ReferenceBean将这些复杂性封装起来，对于使用者来说，只需要通过简单的Spring配置即可使用服务。

ReferenceBean 实现了 FactoryBean 接口并实现了getObject方法。在getObject()方法中，ReferenceBean会给要调用的服务创建一个动态代理对象。这个代理对象负责与远程服务进行通信，封装了网络调用的细节，使得远程方法调用对于开发者来说是透明的。

通过 FactoryBean 实现，ReferenceBean 还可以延迟创建代理对象直到真正需要时，这样可以提升启动速度并减少资源消耗。此外，它还可以实现更复杂的加载策略和优化。

通过实现 FactoryBean，ReferenceBean 能够很好地与Spring框架集成。这意味着它可以利用Spring的依赖注入，生命周期管理等特性，并且能够被Spring容器所管理。

所以，FactoryBean通常用于创建很复杂的对象，比如需要通过某种特定的创建过程才能得到的对象。例如，创建与JNDI资源的连接或与代理对象的创建。就如我们的Dubbo中的ReferenceBean。

Spring 中的 Bean 是线程安全的吗？

Spring的Bean是否线程安全，这个要取决于他的作用域。Spring的Bean有多种作用域，其中用的比较多的就是Singleton和Prototype。

默认情况下，Spring Bean 是单例的（Singleton）。这意味着在整个 Spring 容器中只存在一个 Bean 实例。如果将 Bean 的作用域设置为原型的（Prototype） ，那么每次从容器中获取 Bean 时都会创建一个新的实例。

对于Prototype这种作用域的Bean，他的Bean 实例不会被多个线程共享，所以不存在线程安全的问题。

但是对于Singleton的Bean，就可能存在线程安全问题了，但是也不绝对，要看这个Bean中是否有共享变量。

如以下Bean：

@Service
public class CounterService {private int count = 0;public int increment() {return ++count;}
}

默认情况下，Spring Bean 是单例的，count字段是一个共享变量，那么如果多个线程同时调用 increment 方法，可能导致计数器的值不正确。那么这段代码就不是线程安全的。

我们通常把上面这种Bean叫做有状态的Bean，有状态的Bean就是非线程安全的，我们需要自己来考虑他的线程安全性问题。

那如果一个Singleton的Bean中是无状态的，即没有成员变量，或者成员变量只读不写，那么他就是个线程安全的。

@Service
public class CounterService {public int increment(int a) {return ++a;}
}

所以，总结一下就是：

Prototype的Bean是线程安全的，无状态的Singleton的Bean是线程安全的。有状态的Singleton的Bean是非线程安全的。

有状态的Bean如何解决线程安全问题

想要让一个有状态的Bean变得线程安全，有以下几个做法：

1、修改作用域为Prototype，这样的Bean就可以避免线程安全问题。

@Scope("prototype")
@Service
public class CounterService {private int count = 0;// ...
}

但是需要注意，Prototype的bean，每次从容器中请求一个 Prototype Bean 时，都会创建一个新的实例。这可能导致性能开销，特别是在需要频繁创建对象的情况下。 而且，每个 Prototype Bean 的实例都需要占用一定的内存，可能会导致内存资源的消耗较大。

2、加锁

想要实现线程安全，有一个有效的办法就是加锁，在并发修改共享变量的地方加锁：

@Service
public class CounterService {private int count = 0;public synchronized int increment() {return ++count;}
}

但是加锁的话会影响并发，降低系统的吞吐量，所以使用的时候需要谨慎，不建议用这个方案。

3、使用并发工具类

可以使用并发包中提供的工具类，如原子类，线程安全的集合等。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class CounterService {private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);public int increment() {return count.incrementAndGet();}
}

建议使用这种，既能保证线程安全，又有比较好的性能。

Spring 中的 Bean 作用域有哪些？

所谓作用域，其实就是说这个东西哪个范围内可以被使用。如我们定义类的成员变量的时候使用的public、private等这些也是作用域的概念。

Spring的Bean的作用域，描述的就是这个Bean在哪个范围内可以被使用。不同的作用域决定了了 Bean 的创建、管理和销毁的方式。

常见的作用域有Singleton、Prototype、Request、Session、Application这五种。我们在代码中，可以在定义一个Bean的时候，通过@Scope 注解来指定他的作用域：

@Service
@Scope("prototype")
public class HollisTestService{}

这五种作用域的解释如下：

  1. 单例（Singleton）：
    • 默认作用域。
    • 对于每个 Spring IoC 容器，只创建一个 Bean 实例。
    • 适用于全局共享的状态。
  2. 原型（Prototype）：
    • 每次请求都会创建一个新的 Bean 实例。
    • 适用于所有状态都是非共享的情况。
  3. 请求（Request）：
    • 仅在 Web 应用程序中有效。
    • 每个 HTTP 请求都会创建一个新的 Bean 实例。
    • 用于请求级别的数据存储和处理。
  4. 会话（Session）：
    • 仅在 Web 应用程序中有效。
    • 每个 HTTP 会话都会创建一个新的 Bean 实例。
    • 适用于会话级别的数据存储和处理。
  5. 应用（Application）：
    • 仅在 Web 应用程序中有效。
    • 在 ServletContext 的生命周期内，只创建一个 Bean 实例。
    • 适用于全应用程序级别的共享数据。
  6. Websocket：
    • 仅在 Web 应用程序中有效。
    • 在 Websocket 的生命周期内，只创建一个 Bean 实例。
    • 适用于websocket级别的共享数据。

一般来说我们都是使用Singleton的作用域，有的时候也会用Prototype，其他几个用得不多。

以下两张图是Spring官方给的关于singleton和prototype的区别。其实就是会创建一个Bean还是多个Bean的区别：

singleton.png

prototype.png

作用域与循环依赖

Spring在解决循环依赖时，只解决了单例作用域的，别的作用域没有解决：

自定义作用域

除了Spring官方提供的这些作用域以外，我们还可以自定义我们自己的作用域，Spring提供了这方面的支持。

要自定义一个 Spring 的作用域，需要实现 org.springframework.beans.factory.config.Scope 接口。这个接口要求实现几个关键方法来管理 Bean 的生命周期。

public interface Scope {Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory);@NullableObject remove(String name);void registerDestructionCallback(String name, Runnable callback);@NullableObject resolveContextualObject(String key);@NullableString getConversationId();
}

接下来，我们需要实现接口的方法，例如 get（创建或检索 Bean 实例）、remove（销毁 Bean 实例）等。

import org.springframework.beans.factory.ObjectFactory;
import org.springframework.beans.factory.config.Scope;public class MyCustomScope implements Scope {@Overridepublic Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory) {// 实现获取 Bean 的逻辑return objectFactory.getObject();}@Overridepublic Object remove(String name) {// 实现移除 Bean 的逻辑return null;}@Overridepublic void registerDestructionCallback(String name, Runnable callback) {// 注册 Bean 销毁时的回调}@Overridepublic Object resolveContextualObject(String key) {// 用于解析相关上下文数据return null;}@Overridepublic String getConversationId() {// 返回当前会话的 IDreturn null;}
}

接下来，我们需要 Spring 配置中注册这个自定义的作用域。这可以通过 ConfigurableBeanFactory.registerScope 方法实现。

import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableBeanFactory;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configuration
public class AppConfig {@Beanpublic MyCustomScope myCustomScope(ConfigurableBeanFactory beanFactory) {MyCustomScope scope = new MyCustomScope();beanFactory.registerScope("myCustomScope", scope);return scope;}
}

在 Bean 定义中使用自定义的作用域的名称。Spring 容器将会根据你的自定义逻辑来创建和管理这些 Bean。

@Component
@Scope("myCustomScope")
public class MyScopedBean {// ...
}

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