Spring Boot如何实现单例常驻服务供全局共享访问

你对Spring Bean生命周期的认知存在偏差：Spring 管理的 Bean 默认作用域为 singleton 单例，在整个应用上下文启动后仅会创建一个实例，实例内的字段状态会在应用运行期间一直留存，完全满足你「全局唯一常驻、跨请求共享状态、全应用可调用」的需求，不需要额外做自定义的单例管控。
你当前的代码没有被Spring容器托管，所以才会出现无法全局复用、状态不留存的问题，按以下步骤调整即可。

• 给LimboQueueImpl类添加Spring业务组件注解，标记为被容器托管的Bean：

  @Service
  public class LimboQueueImpl implements LimboQueue {
    // 原有业务逻辑无需改动
    private ConcurrentLinkedQueue<Long> queue = new ConcurrentLinkedQueue<Long>();
  
    private int numberCounter = 0;
  
    @Override
    public String getCurrentUser() {
      return null;
    }
  
    @Override
    public boolean addPetition(Long userId) throws UserNotFoundException {
      int ticketNumber = this.addNumber();
      // TODO: save ticket
      return this.queue.add(userId);
    }
  
    @Override
    public Long getNextPetition() {
      return this.queue.isEmpty() ? null : this.queue.remove();
    }
  
    @Override
    public boolean deletePetition(Long userId) {
      return this.queue.remove(userId);
    }
  
    private synchronized int addNumber() {
      return this.numberCounter++;
    }
  
    private synchronized void resetNumberCounter() {
      this.numberCounter = 0;
    }
  }
  

• 所有需要调用该服务的位置（Controller、其他业务Service类）禁止手动new LimboQueueImpl()创建实例，统一通过Spring依赖注入获取实例，推荐使用构造器注入，示例：

  @RestController
  @RequestMapping("/petitions")
  public class PetitionController {
    private final LimboQueue limboQueue;
  
    // Spring 4.3及以上版本，单构造器场景无需额外添加@Autowired注解
    public PetitionController(LimboQueue limboQueue) {
      this.limboQueue = limboQueue;
    }
  
    @PostMapping
    public ResponseEntity<Boolean> add(@RequestParam Long userId) throws UserNotFoundException {
      return ResponseEntity.ok(limboQueue.addPetition(userId));
    }
  
    @GetMapping("/next")
    public ResponseEntity<Long> getNext() {
      return ResponseEntity.ok(limboQueue.getNextPetition());
    }
  }
  

你当前代码的并发控制逻辑基本可用，有两处可以优化的点：

• ConcurrentLinkedQueue本身是线程安全的无界队列，自带的增、删、判空方法都保证原子性，不需要额外加同步控制。
• 计数器numberCounter当前用synchronized修饰操作方法可以保证线程安全，更轻量的实现是替换为AtomicInteger，省去手动加锁的开销：

  // 替换原int类型计数器定义
  private final AtomicInteger numberCounter = new AtomicInteger(0);
  
  private int addNumber() {
    return numberCounter.incrementAndGet();
  }
  
  private void resetNumberCounter() {
    numberCounter.set(0);
  }
  

注意：这种内存存储状态的方式仅适用于单实例部署场景。如果后续应用做集群多实例部署，每个应用实例会持有独立的队列和计数器，多实例间状态不互通，这种场景需要将共享状态下沉到Redis等集中式存储组件保证全局一致性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Miguel Moreton