Какие знаешь Scope помимо Singleton и Prototype?

Bean Scopes в Spring Framework

Помимо Singleton и Prototype, в Spring Framework существуют несколько других областей видимости (scopes) для управления жизненным циклом и доступностью бинов. Знание этих scopes критично для правильной архитектуры веб-приложений и многопоточных систем.

1. Request Scope

Request scope — бин создаётся и существует только в контексте одного HTTP-запроса.

@Component
@Scope(value = WebApplicationContext.SCOPE_REQUEST, 
       proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public class RequestData {
    private String userId;
    private LocalDateTime requestTime;
    
    public RequestData() {
        this.requestTime = LocalDateTime.now();
        System.out.println("RequestData создан для запроса");
    }
}

@RestController
@RequestMapping("/api")
public class UserController {
    private final RequestData requestData;
    
    public UserController(RequestData requestData) {
        this.requestData = requestData;
    }
    
    @GetMapping("/user")
    public String getUser() {
        return "Данные запроса: " + requestData.getRequestTime();
    }
}

Особенности:

• Новый бин для каждого HTTP-запроса
• Полезен для хранения данных, специфичных для пользователя в пределах одного запроса
• Требует проксирования (proxyMode) из-за разницы в жизненном цикле

2. Session Scope

Session scope — бин существует в контексте HTTP-сессии пользователя.

@Component
@Scope(value = WebApplicationContext.SCOPE_SESSION, 
       proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public class UserSession {
    private String username;
    private List<String> visitedPages = new ArrayList<>();
    private LocalDateTime sessionStart;
    
    @PostConstruct
    public void init() {
        this.sessionStart = LocalDateTime.now();
    }
    
    public void recordPageVisit(String page) {
        visitedPages.add(page);
    }
    
    public List<String> getPageHistory() {
        return new ArrayList<>(visitedPages);
    }
}

@RestController
public class SessionController {
    private final UserSession userSession;
    
    public SessionController(UserSession userSession) {
        this.userSession = userSession;
    }
    
    @GetMapping("/history")
    public List<String> getHistory() {
        return userSession.getPageHistory();
    }
}

Особенности:

• Один бин на пользовательскую сессию
• Идеален для хранения состояния пользователя (корзина покупок, предпочтения)
• Требует того же проксирования, что и Request scope
• Автоматически удаляется при завершении сессии

3. Application Scope (ServletContext Scope)

Application scope — бин существует в контексте всего приложения (аналог Singleton для веб-приложений).

@Component
@Scope(WebApplicationContext.SCOPE_APPLICATION)
public class AppStatistics {
    private AtomicLong totalRequests = new AtomicLong(0);
    private AtomicLong totalUsers = new AtomicLong(0);
    
    public void incrementRequests() {
        totalRequests.incrementAndGet();
    }
    
    public void incrementUsers() {
        totalUsers.incrementAndGet();
    }
    
    public long getTotalRequests() {
        return totalRequests.get();
    }
    
    public long getTotalUsers() {
        return totalUsers.get();
    }
}

@RestController
public class StatsController {
    private final AppStatistics statistics;
    
    public StatsController(AppStatistics statistics) {
        this.statistics = statistics;
    }
    
    @GetMapping("/stats")
    public Map<String, Long> getStats() {
        return Map.of(
            "totalRequests", statistics.getTotalRequests(),
            "totalUsers", statistics.getTotalUsers()
        );
    }
}

4. Custom Scope

Можно создать собственный scope для специфичных требований приложения.

// Определение кастомного scope
public class ThreadScope implements Scope {
    private static final ThreadLocal<Map<String, Object>> threadObjects = 
        ThreadLocal.withInitial(HashMap::new);
    
    @Override
    public Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory) {
        Map<String, Object> objects = threadObjects.get();
        return objects.computeIfAbsent(name, k -> objectFactory.getObject());
    }
    
    @Override
    public void registerDestructionCallback(String name, Runnable callback) {
        // Регистрация колбеков очистки
    }
    
    @Override
    public Object resolveContextualObject(String key) {
        return threadObjects.get().get(key);
    }
    
    @Override
    public String getConversationId() {
        return Thread.currentThread().getName();
    }
}

// Регистрация кастомного scope
@Configuration
public class ScopeConfiguration {
    @Bean
    public static CustomScopeConfigurer customScopeConfigurer() {
        CustomScopeConfigurer configurer = new CustomScopeConfigurer();
        configurer.addScope("thread", new ThreadScope());
        return configurer;
    }
}

// Использование
@Component
@Scope("thread")
public class ThreadLocalData {
    private String value;
    // ...
}

5. WebSocket Scope (Spring 4.0+)

WebSocket scope — бин существует в контексте одного WebSocket соединения.

@Component
@Scope(value = "websocket", proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public class WebSocketMessage {
    private Queue<String> messageQueue = new LinkedQueue<>();
    
    public void addMessage(String message) {
        messageQueue.offer(message);
    }
    
    public List<String> getMessages() {
        return new ArrayList<>(messageQueue);
    }
}

@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {
    @Override
    public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
        registry.addHandler(new ChatHandler(), "/chat")
                .setAllowedOrigins("*");
    }
}

Сравнение Scopes

Важные замечания

1. Проксирование WebApplicationContext scopes

// ❌ Ошибка: Request scope без проксирования в Singleton
@Service
public class UserService {
    private final RequestData requestData;  // Проблема!
    
    public UserService(RequestData requestData) {
        this.requestData = requestData;  // Кэшируется при создании Service
    }
}

// ✅ Правильно: Используй проксирование
@Component
@Scope(value = WebApplicationContext.SCOPE_REQUEST,
       proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public class RequestData { }

2. Потокобезопасность в Application scope

@Component
@Scope(WebApplicationContext.SCOPE_APPLICATION)
public class AppCache {
    // ❌ Небезопасно при конкурентном доступе
    private Map<String, String> cache = new HashMap<>();
    
    // ✅ Правильно
    private Map<String, String> cache = 
        Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
    
    // Или используй ConcurrentHashMap
    private final ConcurrentHashMap<String, String> asyncCache = 
        new ConcurrentHashMap<>();
}

Заключение

Понимание различных scopes в Spring критично для:

• Правильного управления памятью
• Обеспечения потокобезопасности
• Оптимизации производительности
• Корректной работы многопользовательского приложения

Выбор правильного scope — это архитектурное решение, которое влияет на всю систему.