Spring框架运用了多种设计模式方式

Spring 框架在设计和实现过程中，广泛运用了多种设计模式，这些设计模式帮助 Spring 实现了高内聚、低耦合、可扩展和易维护的架构。

以下详细介绍 Spring 中常用的设计模式及其应用场景：

1. 工厂模式（Factory Pattern）

作用：封装对象创建的逻辑，解耦对象的创建和使用，让代码更灵活、可维护。

Spring 中的体现：

BeanFactory 和 ApplicationContext：

它们是工厂模式的典型实现，负责创建和管理 Bean。

• BeanFactory 是基础工厂接口，提供最基本的 Bean 创建、查找功能；
• ApplicationContext 是更高级的工厂（继承 BeanFactory），还支持 AOP、国际化、事件发布等功能。
• 示例：通过 applicationContext.getBean("userService") 获取 Bean，无需关心 UserService 如何实例化（构造器、工厂方法等）。

FactoryBean：

• 是一种“工厂 Bean”，允许自定义 Bean 的创建逻辑。
• 比如整合第三方框架（如 MyBatis 的 SqlSessionFactoryBean）时，FactoryBean 可以封装复杂的创建过程，让框架无缝接入 Spring。

2. 单例模式（Singleton Pattern）

作用：保证一个类仅有一个实例，并提供全局访问点，节省资源、保证状态一致。

Spring 中的体现：

默认 Bean 作用域（singleton）：

Spring 容器中，默认情况下每个 Bean 的作用域是单例（除非显式配置 prototype 或其他作用域）。

• 实现：通过 DefaultSingletonBeanRegistry 维护一个单例缓存（singletonObjects），确保 Bean 全局唯一。
• 示例：@Service 标注的服务类，整个应用中只有一个实例，避免重复创建开销。

3. 代理模式（Proxy Pattern）

作用：通过代理对象增强目标对象的功能（如权限控制、日志、事务），且不修改目标对象代码。

Spring 中的体现：

AOP 实现：

Spring AOP 基于动态代理，有两种方式：

• JDK 动态代理：针对实现接口的类，通过 java.lang.reflect.Proxy 创建代理对象，增强接口方法。
• CGLIB 动态代理：针对未实现接口的类，通过继承目标类创建代理对象（重写方法实现增强）。

示例：@Transactional 注解的事务管理，就是通过代理对象在方法调用前后织入事务逻辑。

4. 模板方法模式（Template Method Pattern）

作用：定义算法的骨架，将可变部分延迟到子类实现，减少重复代码。

Spring 中的体现：

• 数据库操作模板（JdbcTemplate、RedisTemplate 等）：
• 以 JdbcTemplate 为例，它封装了 JDBC 的固定流程（获取连接、创建语句、执行 SQL、关闭资源），而 SQL 执行逻辑（可变部分）由开发者通过回调（RowMapper）实现。

示例：

List<User> users = jdbcTemplate.query("SELECT * FROM user", new RowMapper<User>() {
    @Override
    public User mapRow(ResultSet rs, int rowNum) throws SQLException {
        // 映射结果集到 User 对象（自定义逻辑）
        return new User(rs.getLong("id"), rs.getString("name"));
    }
});

5. 观察者模式（Observer Pattern）

作用：定义对象间的一对多依赖，当一个对象状态变化时，通知所有依赖对象自动更新。

Spring 中的体现：

事件驱动模型（ApplicationEvent 和 ApplicationListener）：

• 发布者通过 ApplicationEventPublisher 发布事件（如 ContextRefreshedEvent 表示容器初始化完成）；
• 监听者实现 ApplicationListener 接口，订阅感兴趣的事件，事件发生时触发 onApplicationEvent 方法。

示例：

// 自定义事件
public class UserRegisteredEvent extends ApplicationEvent {
    public UserRegisteredEvent(User user) {
        super(user);
    }
}

// 监听者
@Component
public class UserRegisteredListener implements ApplicationListener<UserRegisteredEvent> {
    @Override
    public void onApplicationEvent(UserRegisteredEvent event) {
        User user = (User) event.getSource();
        // 发送注册通知（如邮件、短信）
    }
}

// 发布事件
@Service
public class UserService {
    @Autowired private ApplicationEventPublisher publisher;
    public void register(User user) {
        // 注册逻辑...
        publisher.publishEvent(new UserRegisteredEvent(user));
    }
}

6. 适配器模式（Adapter Pattern）

作用：将一个类的接口转换成客户端期望的另一种接口，使原本不兼容的类可以协作。

Spring 中的体现：

HandlerAdapter（Spring MVC 中）：

DispatcherServlet 需要调用不同类型的 Controller（如注解驱动的 @Controller、古老的 Controller 接口），HandlerAdapter 作为适配器，统一调用方式。

示例：

• SimpleControllerHandlerAdapter 适配实现 Controller 接口的类；
• RequestMappingHandlerAdapter 适配 @Controller + @RequestMapping 注解的类。
• 这样 DispatcherServlet 只需调用 handlerAdapter.handle(...)，无需关心具体 Controller 类型。

7. 装饰者模式（Decorator Pattern）

作用：动态地给对象添加额外职责，比继承更灵活（避免子类爆炸）。

Spring 中的体现：

BeanWrapper 对 Bean 的增强：

• BeanWrapper 封装了 Bean 对象，并提供类型转换、属性访问等增强功能。
• 比如在属性注入时，BeanWrapper 会自动将配置文件中的字符串转换为 Bean 的属性类型（如把 "18" 转为 Integer）。

HttpServletRequestWrapper（Spring Web 中）：

• 用于包装 HttpServletRequest，动态添加功能（如修改请求参数、头信息）。

8. 策略模式（Strategy Pattern）

作用：定义一系列算法，将每个算法封装成策略类，运行时动态选择策略。

Spring 中的体现：

资源加载策略（ResourceLoader）：

Spring 支持多种资源加载方式（如类路径、文件系统、URL），ResourceLoader 通过 Resource 接口的不同实现（ClassPathResource、FileSystemResource 等），动态选择加载策略。

示例：

Resource resource = resourceLoader.getResource("classpath:config.properties");
// 根据路径前缀（classpath:、file: 等）自动选择策略加载资源

总结：Spring 设计模式的价值

这些设计模式不是孤立的，而是相互配合，共同支撑 Spring 的核心特性（如 IoC、AOP、MVC）：

• 解耦与灵活：工厂模式、代理模式、适配器模式让组件可插拔、易扩展；
• 高效与简洁：模板方法模式、单例模式减少重复代码，提升性能；
• 可维护与可扩展：观察者模式、策略模式让框架具备高内聚、低耦合的架构。

理解这些设计模式，不仅能更好地使用 Spring，还能学习框架设计的思路，应用到自己的代码中。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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