spring boot的单例模式是如何实现的？

Spring Boot 里的“单例”不是 GoF 意义上的“全 JVM 唯一对象 + 私有构造器”，而是**由 Spring 容器管理的“每个 ApplicationContext 仅一个实例”**。其本质是 IoC 容器用缓存表保存已创建的 bean，并在 `getBean()` 时复用。 # 1) 默认就是单例 * 任何 `@Component` / `@Service` / `@Repository` / `@Controller`，或 `@Bean`，**默认 scope=singleton**。 * 单例是**容器级别**：多个 `ApplicationContext`（测试、子上下文）各有一份。 ```java @Component // 等价于 @Scope("singleton") public class UserService {} ``` # 2) 容器如何保证“只有一个” 核心在 `DefaultSingletonBeanFactory`/`DefaultSingletonBeanRegistry` 的**三级缓存**与同步控制： * **一级缓存** `singletonObjects`：已完全创建好的单例。 * **二级缓存** `earlySingletonObjects`：为解决循环依赖而“提前曝光”的半成品对象。 * **三级缓存** `singletonFactories`：可生成早期引用的工厂（通常是 AOP 代理工厂）。 创建流程（简化）： 1. `getBean(name)` → 若在 `singletonObjects` 里，直接返回。 2. 不在 → 标记“正在创建”，调用 `createBean()` 完成实例化、依赖注入、`BeanPostProcessor` 等。 3. 初始化完成后放入 `singletonObjects`，清理二/三级缓存，返回单例。 4. 全过程对同名 bean 的创建有**同步锁**，避免并发重复创建；并通过“早期引用”解决 A→B→A 的**构造/注入级循环依赖**。 # 3) 何时创建 * 默认**容器刷新**时预创建（`preInstantiateSingletons()`）。 * 标注 `@Lazy` 或全局开启 `spring.main.lazy-initialization=true` 时，延迟到首次 `getBean()` 才创建，但**仍是单例**。 # 4) 线程安全与可见性 * 创建阶段受容器同步保护，发布到 `singletonObjects` 前已完成依赖注入与后置处理，具备**安全发布**语义。 * 但**单例是多线程共享**：业务字段若是可变状态，需自行保证线程安全（不可变、同步、并发集合等）。 # 5) `@Bean` 与 `@Configuration` 的细节 * `@Configuration` 类会被 **CGLIB 增强**，其 `@Bean` 方法默认 `proxyBeanMethods=true`。 * 在同一配置类内部互相调用 `@Bean` 方法时，调用会被拦截并**从容器取同一个单例**，不是 new 新对象。 * 若显式 `proxyBeanMethods=false`（Spring Boot 为提速常用），同类内**直接方法调用**将变成普通方法调用，可能得到**新对象**；只要是通过容器 `getBean()` 拿的，仍是单例。 → 经验：配置类间若互调 `@Bean` 方法，保持默认 `proxyBeanMethods=true` 或避免直接互调。 # 6) 常见误区 * “Spring 单例 = JVM 唯一” ❌：是**每个容器**一个。你起了两个 `ApplicationContext` 就有两份。 * 用 static/单例写法再交给 Spring 管理 ❌：多此一举且易与容器生命周期冲突。 * 循环依赖全能解 ❌：仅能解**单例构造器以外的注入型**循环依赖；构造器循环、原型 scope、带代理的某些场景仍会失败。 # 7) 最小验证 ```java @SpringBootTest class DemoTest { @Autowired UserService a; @Autowired ApplicationContext ctx; @Test void sameInstance() { UserService b = ctx.getBean(UserService.class); assertSame(a, b); // 同一容器内是同一个实例 } } ``` # 小结 Spring Boot 的“单例”= **默认 scope + BeanFactory 单例缓存 + 同步创建 +（必要时）早期曝光**。 把“唯一性”交给容器，比手写 GoF 单例更易测、更可控，也能与 AOP、生命周期、条件化装配等机制无缝协作。