싱글톤 스코프, 프로토타입 스코프

빈 스코프란 빈이 존재할 수 있는 범위를 말한다.

기본적으로 빈은 싱글톤 스코프로 생성되며 스프링 컨테이너가 시작할 때 부터 종료할 때까지 유지된다.

 

싱글톤 : 스프링 컨테이너가 시작되고 종료될 때까지 빈을 유지

프로토타입 : 빈 생성 및 의존성 주입까지만 스프링 컨테이너가 관리를 해준다.

웹 관련 스코프

• request : 웹 요청을 받는 순간부터 로직을 처리후 응답할때까지 빈을 유지
• session : 웹 세션이 생성되고 종료될 때까지 빈을 유지
• application : 서블릿 컨텍스트와 같은 범위로 빈을 유지

싱글톤 스코프와 프로토타입 스코프

싱글톤 스코프의 빈은 스프링 컨테이너가 시작시 생성되고 종료까지 유지되기 때문에 항상 같은 인스턴스 스프링 빈을 반환한다.

하지만, 프로토타입 스코프를 스프링 컨테이너에서 조회하면 항상 새로운 인스턴스를 생성해서 반환한다.

 

즉, 프로토타입 스코프 빈은 클라이언트가 스프링 컨테이너에 빈을 요청하는 시점에 새롭게 생성되고, 필요한 의존관계 주입 및 초기화를 한 후 클라이언트에게 반환하고 이후에 관리하지 않는다.

따라서, 프로토타입 빈을 관리할 책임은 프로토타입 빈을 조회 요청한 클라리언트에게 있다.

프로토타입 스코프는 조회 시 생성, 의존관계 주입, 초기화 작업 후 관리를 하지 않기 때문에 스프링 컨테이너가 종료될 때 콜백되는 @PreDestroy 메소드가 호출되지 않는다.

// 싱글톤 스코프
@Scope("singleton")
static class SingletonBean {
    @PostConstruct
    public void init() {
        System.out.println("SingletonBean.init");
    }

    @PreDestroy
		public void destroy() {
				System.out.println("SingletonBean.destroy");
		}
}

AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(SingletonBean.class); 
SingletonBean singletonBean1 = applicationContext.getBean(SingletonBean.class);   // 조회 시 스프링 컨테이너가 관리하는 동일한 빈을 가짐
SingletonBean singletonBean2 = applicationContext.getBean(SingletonBean.class);

 

싱글톤 스코프에서는 클라이언트가 스프링 빈을 조회할 때, 스프링 컨테이너가 관리하는 동일한 인스턴스의 스프링 빈을 반환해주는 것을 확인할 수 있다.

또한, 스프링 컨테이너 시작 및 종료 콜백 메소드가 제대로 실행된 것을 확인할 수 있다.

// 프로토 타입 스코프
@Scope("prototype")
static class PrototypeBean {
    @PostConstruct
    public void init() {
        System.out.println("PrototypeBean.init");
    }
    
		@PreDestroy
    public void destroy() {
        System.out.println("PrototypeBean.destroy");
    }
}

AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(PrototypeBean.class);
System.out.println("find prototypeBean1");
PrototypeBean prototypeBean1 = applicationContext.getBean(PrototypeBean.class);  // init 호출 (이때 생성됨)

System.out.println("find prototypeBean2");
PrototypeBean prototypeBean2 = applicationContext.getBean(PrototypeBean.class);

반대로 프로토타입 스코프에서는 클라이언트가 스프링 빈을 조회하는 시점에 초기화 콜백 메소드가 실행되는 것을 확인할 수 있으며, 조회할 때 마다 새로운 인스턴스의 빈을 생성하고 의존관계 주입을 해주기 때문에 다른 인스턴스 주소값을 갖는 것을 확인할 수 있다.

또한, 초기화 콜백 메소드까지 호출하고 클라이언트에게 반환해줌과 동시에 스프링 컨테이너가 해당 빈을 관리하지 않기 때문에 @PreDestroy 종료 콜백 메소드가 실행되지 않는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 프로토타입 스코프에서는 클라이언트가 종료 메소드를 직접 호출해야한다.

싱글톤 빈과 프로토타입 빈을 함께 사용시 문제점

프로토타입 빈은 조회 시점에 생성 및 초기화, 의존관계 주입을 한 뒤 클라이언트에게 책임을 넘긴다고 했다.

싱글톤 빈은 스프링 컨테이너가 시작 및 종료까지 빈에 대한 책임을 갖는다고 했다.

 

만약 싱글톤 빈이 프로토타입 빈을 주입 받아 사용되는 경우에도 프로토타입 빈을 주입시에 매번 새로 생성할까?

@Scope("singleton")
static class ClientBean {
	private final PrototypeBean prototypeBean;

	@Autowired
	public ClientBean(PrototypeBean prototypeBean) {  // 프로토타입 빈을 생성시에 주입 받음
			this.prototypeBean = prototypeBean;
	}
}

@Scope("prototype")
static class PrototypeBean {
	@PostConstruct
	public void init() {
		System.out.println("PrototypeBean.init " + this);
	}

	@PreDestroy
	public void destroy() {
		System.out.println("PrototypeBean.destroy");
	}
}

1. 스프링 컨테이너는 생성과 동시에 싱글톤 빈을 생성
2. 싱글톤 빈은 생성자 주입을 통해 프로토타입 빈을 주입받기 때문에 먼저 프로토타입 빈을 호출
3. 프로토타입 빈이 호출(조회)되는 시점에 초기화 및 생성, 의존관계 주입을 진행 후 리턴
4. 리턴된 프로로타입 빈을 싱글톤 빈에 주입 및 리턴된 프로토타입 빈은 스프링 컨테이너가 관리를 하지 않음
5. 싱글톤 빈은 주입까지 완료되었으므로 초기화 콜백 메서드가 실행
6. 이 후 싱글톤 빈을 조회할 때에는 이미 싱글톤 빈 이름으로 만들어진 빈이 있기 때문에 새롭게 생성하지 않기 때문에 프로토타입 빈 또한 호출되지 않음

싱글톤 빈이 프로토타입 빈을 주입 받아 사용되는 경우에는 프로토타입 빈은 이미 과거에 주입된 빈이기 때문에 새로 생성되지 않는다.

Dependancy Lookup (DL)

Dependancy Lookup은 의존관계를 외부에서 주입(DI)받는 것이 아니라 직접 필요한 의존관계를 조회(탐색)하는 것을 의미한다.

 

싱글톤 빈과 프로토타입 빈을 함께 사용할 때 매번 새로운 프로토타입 빈을 생성해서 사용하고 싶은 경우 싱글톤 빈에서 프로토타입 빈을 주입받는 것이 아닌 프로토타입 빈을 찾아 사용하면 된다.

• 싱글톤 빈이 프로토타입 빈을 사용할 때 스프링 컨테이너에 매번 요청하는 방법
  1. 스프링 컨테이너에 종속적인 코드가 되는 단점이 있다.

@Scope("singleton")
static class ClientBean {
	@Autowired 
	private ApplicationContext applicationContext;

	public int logic() {
		PrototypeBean prototypeBean = applicationContext.getBean(PrototypeBean.class);  //프로토타입 스코프로 설정한 타입의 빈을 조회해서 사용한다.
		...
	}
}

 

• ObejctProvider, ObjectFactory를 사용
  1. ObjectProvider, ObjectFactory는 스프링에서 지정한 빈을 컨테이너에서 대신 찾아주는 DL 서비스를 제공한다.

@Scope("singleton")
static class ClientBean {
	@Autowired 
	private ObjectProvider<PrototypeBean> prototypeBeanProvider;

	public int logic() {
		//PrototypeBean 타입의 빈을 조회한다. 해당 빈 타입이 프로토타입 스코프로 설정한 빈이기 때문에 조회됨과 동시에 스프링 컨테이너가 생성 및 의존관계 주입 후 리턴한다.
		PrototypeBean prototypeBean = prototypeBeanProvider.getObject();  
		...
	}
}

 

• Java 표준의 Provider를 사용
  1. 별도의 라이브러리를 필요로 하지만 자바 표준 라이브러리 이므로 스프링이 아닌 다른 컨테이너에서도 사용이 가능하다.
  2. 지연 조회 및 옵셔널하게 조회하는 경우 장점이 있다.
  3. A→B, B→A가 의존하는 경우 의존관계의 순환이 일어난다. 하지만 Provider를 사용하면 사용하는 시점에 조회가 가능하므로 순환 참조 문제가 발생하지 않는다.

@Scope("singleton")
static class ClientBean {
	@Autowired 
	private Provider<PrototypeBean> prototypeBeanProvider;

	public int logic() {
		//PrototypeBean 타입의 빈을 조회한다. 해당 빈 타입이 프로토타입 스코프로 설정한 빈이기 때문에 조회됨과 동시에 스프링 컨테이너가 생성 및 의존관계 주입 후 리턴한다.
		PrototypeBean prototypeBean = prototypeBeanProvider.get();  
		...
	}
}

 

📄 References

스프링 핵심원리 기본편 : https://www.inflearn.com/course/스프링-핵심-원리-기본편/dashboard