@Scope 注解失效了？咋回事

Posted on by hackdl

scope 属性，相信大家都知道，一共有六种：

取值 含义 生效条件
singleton 表示这个 Bean 是单例的，在 Spring 容器中，只会存在一个实例。
prototype 多例模式，每次从 Spring 容器中获取 Bean 的时候，才会创建 Bean 的实例出来。
request 当有一个新的请求到达的时候，会创建一个 Bean 的实例处理。 web 环境下生效
session 当有一个新的会话的时候，会创建一个 Bean 的实例出来。 web 环境下生效
application 这个表示在项目的整个生命周期中，只有一个 Bean。 web 环境下生效
gloablsession 有点类似于 application，但是这个是在 portlet 环境下使用的。 web 环境下生效

这个用法也很简单，通过配置就可以设置一个 Bean 是否为单例模式。

1. 问题呈现

今天我要说的不是基础用法，是另外一个问题，假设我现在有如下两个 Bean：

@Service
public class UserService {
    @Autowired
    UserDao userDao;
}
@Repository
public class UserDao {
}

在 UserService 中注入 UserDao，由于两者都没有声明 scope，所以默认都是单例的。

现在，如果我给 UserDao 设置 Scope，如下：

@Repository
@Scope(value = "prototype")
public class UserDao {
}

这个 prototype 表示如果我们从 Spring 容器中多次获取 UserDao 的实例，拿到的是同一个实例。

但是！！！

我现在是在 UserService 里边注入 UserDao 的，UserService 是单例的，也就是 UserService 只初始化了一次，按理说 UserService 也只跟 Spring 容器要了一次 UserDao，这就导致我们最终从 UserService 中拿到的 UserDao 始终是同一个。

测试方式如下：

AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(JavaConfig.class);
UserService us = ctx.getBean(UserService.class);
UserService us2 = ctx.getBean(UserService.class);
System.out.println(us.userDao == us2.userDao);

最终打印结果为 true。

其实，这个也没啥问题，因为你确实只跟 Spring 容器只要了一次 UserDao。但是现在如果我的需求就是 UserService 是单例，UserDao 每次都获取不同的实例呢？阁下该如何应对？

2. 解决方案

Spring 已经考虑到这个问题了，解决方案就是通过代理来实现。

在我们使用 @Scope 注解的时候，该注解还有另外一个属性 proxyMode，这个属性的取值有四种，如下：

public enum ScopedProxyMode {
	DEFAULT,
	NO,
	INTERFACES,
	TARGET_CLASS
}
  • DEFAULT：这个是默认值，默认就是 NO，即不使用代理。
  • NO：不使用代理。
  • INTERFACES：使用 JDK 动态代理，要求当前 Bean 得有接口。
  • TARGET_CLASS：使用 CGLIB 动态代理。

可以通过设置 proxyMode 属性来为 Bean 产生动态代理对象，进而实现 Bean 的多例。

现在我修改 UserDao 上的注解，如下：

@Repository
@Scope(value = "prototype",proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public class UserDao {
}

此时，再去执行测试：

AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(JavaConfig.class);
UserService us = ctx.getBean(UserService.class);
UserService us2 = ctx.getBean(UserService.class);
System.out.println(us==us2);
System.out.println("us.userDao = " + us.userDao);
System.out.println("us2.userDao = " + us2.userDao);
System.out.println("us.userDao.getClass() = " + us.userDao.getClass());

最终打印结果如下：

可以看到，UserService 是单例，userDao 确实是不同实例了，并且 userDao 是一个 CGLIB 动态代理对象。

那么，如果是 XML 配置该怎么配置呢？

这个跟普通的 AOP 配置方式不一样，不过也很好理解，对照上面的注解配置来理解即可。

3. 源码分析

那么这一切是怎么实现的呢？

Spring 中提供了专门的工具方法 AnnotationConfigUtils#applyScopedProxyMode 来处理此事：

static BeanDefinitionHolder applyScopedProxyMode(
		ScopeMetadata metadata, BeanDefinitionHolder definition, BeanDefinitionRegistry registry) {
	ScopedProxyMode scopedProxyMode = metadata.getScopedProxyMode();
	if (scopedProxyMode.equals(ScopedProxyMode.NO)) {
		return definition;
	}
	boolean proxyTargetClass = scopedProxyMode.equals(ScopedProxyMode.TARGET_CLASS);
	return ScopedProxyCreator.createScopedProxy(definition, registry, proxyTargetClass);
}

从这里我们可以看到，如果代理模式是 NO/Default 的话，那么直接返回原本的 definition，否则就要调用 ScopedProxyCreator.createScopedProxy 方法去生成代理对象了，这里还涉及到一个 proxyTargetClass 参数，这个参数是用来判断是 JDK 动态代理还是 CGLIB 动态代理的，如果设置了 proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS 那么 proxyTargetClass 变量就为 true，表示 CGLIB 动态代理，否则就是 JDK 动态代理。

来继续看 ScopedProxyCreator.createScopedProxy 方法，该方法内部调用到了 ScopedProxyUtils#createScopedProxy 方法：

public static BeanDefinitionHolder createScopedProxy(BeanDefinitionHolder definition,
		BeanDefinitionRegistry registry, boolean proxyTargetClass) {
	String originalBeanName = definition.getBeanName();
	BeanDefinition targetDefinition = definition.getBeanDefinition();
	String targetBeanName = getTargetBeanName(originalBeanName);
	// Create a scoped proxy definition for the original bean name,
	// "hiding" the target bean in an internal target definition.
	RootBeanDefinition proxyDefinition = new RootBeanDefinition(ScopedProxyFactoryBean.class);
	proxyDefinition.setDecoratedDefinition(new BeanDefinitionHolder(targetDefinition, targetBeanName));
	proxyDefinition.setOriginatingBeanDefinition(targetDefinition);
	proxyDefinition.setSource(definition.getSource());
	proxyDefinition.setRole(targetDefinition.getRole());
	proxyDefinition.getPropertyValues().add("targetBeanName", targetBeanName);
	if (proxyTargetClass) {
		targetDefinition.setAttribute(AutoProxyUtils.PRESERVE_TARGET_CLASS_ATTRIBUTE, Boolean.TRUE);
		// ScopedProxyFactoryBean's "proxyTargetClass" default is TRUE, so we don't need to set it explicitly here.
	}
	else {
		proxyDefinition.getPropertyValues().add("proxyTargetClass", Boolean.FALSE);
	}
	// Copy autowire settings from original bean definition.
	proxyDefinition.setAutowireCandidate(targetDefinition.isAutowireCandidate());
	proxyDefinition.setPrimary(targetDefinition.isPrimary());
	if (targetDefinition instanceof AbstractBeanDefinition abd) {
		proxyDefinition.copyQualifiersFrom(abd);
	}
	// The target bean should be ignored in favor of the scoped proxy.
	targetDefinition.setAutowireCandidate(false);
	targetDefinition.setPrimary(false);
	// Register the target bean as separate bean in the factory.
	registry.registerBeanDefinition(targetBeanName, targetDefinition);
	// Return the scoped proxy definition as primary bean definition
	// (potentially an inner bean).
	return new BeanDefinitionHolder(proxyDefinition, originalBeanName, definition.getAliases());
}

这个里边的代码其实没啥好解释的，就是创建了一个新的 RootBeanDefinition 对象，变量名就是 proxyDefinition，从这里也能看出来这就是用来创建代理对象的，然后把之前旧的 BeanDefinition 对象的各个属性值都拷贝进去，最后把新的代理的 proxyDefinition 返回。

这里有一个值得关注的点就是创建 proxyDefinition 的时候，构造方法传入的参数是 ScopedProxyFactoryBean，意思就是这个 BeanDefinition 将来要产生的对象是 ScopedProxyFactoryBean 的对象，那我们继续来看 ScopedProxyFactoryBean，从名字上可以看出来这是一个 FactoryBean：

public class ScopedProxyFactoryBean extends ProxyConfig
		implements FactoryBean, BeanFactoryAware, AopInfrastructureBean {
	private final SimpleBeanTargetSource scopedTargetSource = new SimpleBeanTargetSource();
	@Nullable
	private String targetBeanName;
	@Nullable
	private Object proxy;
	public ScopedProxyFactoryBean() {
		setProxyTargetClass(true);
	}
	@Override
	public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) {
		this.scopedTargetSource.setBeanFactory(beanFactory);
		ProxyFactory pf = new ProxyFactory();
		pf.copyFrom(this);
		pf.setTargetSource(this.scopedTargetSource);
		Class beanType = beanFactory.getType(this.targetBeanName);
		if (!isProxyTargetClass() || beanType.isInterface() || Modifier.isPrivate(beanType.getModifiers())) {
			pf.setInterfaces(ClassUtils.getAllInterfacesForClass(beanType, cbf.getBeanClassLoader()));
		}
		ScopedObject scopedObject = new DefaultScopedObject(cbf, this.scopedTargetSource.getTargetBeanName());
		pf.addAdvice(new DelegatingIntroductionInterceptor(scopedObject));
		pf.addInterface(AopInfrastructureBean.class);
		this.proxy = pf.getProxy(cbf.getBeanClassLoader());
	}
	@Override
	public Object getObject() {
		return this.proxy;
	}
	@Override
	public Class getObjectType() {
		if (this.proxy != null) {
			return this.proxy.getClass();
		}
		return this.scopedTargetSource.getTargetClass();
	}
	@Override
	public boolean isSingleton() {
		return true;
	}
}

这里的 getObject 方法返回的就是 proxy 对象，而 proxy 对象是在 setBeanFactory 方法中初始化的（setBeanFactory 方法是在 Bean 初始化之后，属性填充完毕之后触发调用的）。

setBeanFactory 方法中就是去创建代理对象，设置的 targetSource 就是 scopedTargetSource，这个里边封装了被代理的对象，scopedTargetSource 是一个 SimpleBeanTargetSource 类型的 Bean，SimpleBeanTargetSource 的特点就是每次获取代理对象的时候，都会重新去调用 getTarget 方法，而在 SimpleBeanTargetSource 的 getTarget 方法中就是根据原始的 Bean 名称去 Spring 容器中查找 Bean 并返回，也就是说，在这里代理对象中，被代理的对象实际上就是原始的 Bean，对应上文案例来说，被代理的对象就是 userDao。

另外一个需要关注的点就是添加的拦截器 DelegatingIntroductionInterceptor 了，这是为代理对象增强的内容（setBeanFactory 方法中其他内容都是常规的 AOP 代码，我就不多说了，不熟悉的小伙伴可以看看松哥最近录制的 Spring 源码视频哦Spring源码应该怎么学？）。

DelegatingIntroductionInterceptor 拦截器传入了 scopedObject 作为参数，这个参数实际上就表示了被代理的对象，也就是被代理的对象是一个 ScopedObject。

public class DelegatingIntroductionInterceptor extends IntroductionInfoSupport
		implements IntroductionInterceptor {
	@Nullable
	private Object delegate;
	public DelegatingIntroductionInterceptor(Object delegate) {
		init(delegate);
	}
	protected DelegatingIntroductionInterceptor() {
		init(this);
	}
	private void init(Object delegate) {
		this.delegate = delegate;
		implementInterfacesOnObject(delegate);
		suppressInterface(IntroductionInterceptor.class);
		suppressInterface(DynamicIntroductionAdvice.class);
	}
	@Override
	@Nullable
	public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable {
		if (isMethodOnIntroducedInterface(mi)) {
			Object retVal = AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(this.delegate, mi.getMethod(), mi.getArguments());
			if (retVal == this.delegate && mi instanceof ProxyMethodInvocation pmi) {
				Object proxy = pmi.getProxy();
				if (mi.getMethod().getReturnType().isInstance(proxy)) {
					retVal = proxy;
				}
			}
			return retVal;
		}
		return doProceed(mi);
	}
	@Nullable
	protected Object doProceed(MethodInvocation mi) throws Throwable {
		return mi.proceed();
	}
}

DelegatingIntroductionInterceptor 实现了 IntroductionInterceptor 接口，这就是典型的引介增强，这个松哥之前也写过文章专门跟大家讲过：Spring 中一个少见的引介增强 IntroductionAdvisor，看过之前的文章这里的内容应该都能懂。由于是引介增强，所以最终生成的代理对象，既是 UserDao 的实例，也是 ScopedObject 的实例。

4. 小结

经过上面的分析，我们可以得出如下几个结论：

  1. 从 UserService 中多次获取到的 UserDao，其实也是 ScopedObject 对象。
AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(JavaConfig.class);
UserService us1 = ctx.getBean(UserService.class);
UserService us2 = ctx.getBean(UserService.class);
UserDao userDao1 = us1.getUserDao();
UserDao userDao2 = us2.getUserDao();
ScopedObject scopedObject1 = (ScopedObject) userDao1;
ScopedObject scopedObject2 = (ScopedObject) userDao2;
System.out.println("userDao1 = " + userDao1);
System.out.println("userDao2 = " + userDao2);
System.out.println("scopedObject1 = " + scopedObject1);
System.out.println("scopedObject2 = " + scopedObject2);

上面这段代码不会报错，这就是引介增强。

  1. 生成的代理对象本身其实是同一个，因为 UserService 是单例的，毕竟只注入一次 UserDao，但是代理对象中被代理的 Bean 则是会变化的。

表现出来的现象就是第一点中的四个对象，如果去比较其内存地址，userDao1、userDao2、scopedObject1 以及 scopedObject2 是同一个内存地址，因为是同一个代理对象。

但是被代理的对象则是不同的。DEBUG 之后大家可以看到，前面四个表示代理对象的地址都是同一个，后面被代理的 UserDao 则是不同的对象。

出现这个现象的原因，就是在 ScopedProxyFactoryBean 的 setBeanFactory 方法中，我们设置的 TargetSource 是一个 SimpleBeanTargetSource，这个 TargetSource 的特点就是每次代理的时候，都会去 Spring 容器中查找 Bean，而由于 UserDao 在 Spring 容器中是多例的，因此 Spring 每次返回的 UserDao 就不是同一个，就实现了 UserDao 的多例：

public class SimpleBeanTargetSource extends AbstractBeanFactoryBasedTargetSource {
	@Override
	public Object getTarget() throws Exception {
		return getBeanFactory().getBean(getTargetBeanName());
	}

}

对于第二点的内容，如果小伙伴们还不理解，可以翻看松哥之前的文章：AOP 中被代理的对象是单例的吗？。

好啦，现在小伙伴们搞明白怎么回事了吧～

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