Spring 常见设计模式

什么是设计模式？

        设计模式（Design pattern）是为解决软件设计中通用问题而被提出的一套指导性思想。它是一种被反复验证、经过实践证明并被广泛应用的代码设计经验和思想总结，可以帮助开发者通过一定的模式来快速的开发高质量、可维护性强的软件。

Spring常见设计模式有哪些？

简单工厂模式（StaticFactory Method Pattern）

        简单工厂模式是Spring中BeanFactory的实现方式。它根据传入的唯一标识动态地决定创建哪一个产品类。例如，在Spring配置中，通过传入一个唯一的标识来获取对应的Bean对象。这种方式将对象的创建和使用相分离，提高了程序的灵活性和可扩展性。

工厂方法模式（Factory Method Pattern）

        工厂方法模式在Spring中主要体现在FactoryBean上。它定义了一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。这种方式使得对象的创建及初始化职责交给工厂对象，从而实现了对象的创建与使用的解耦。在Spring中，如果将应用程序自己的工厂对象交给Spring管理，那么Spring管理的就不是普通的bean，而是工厂Bean。

BeanFactory和FactoryBean的区别

• BeanFactory：是Spring框架中最基础的工厂类，负责创建和管理Bean对象。它根据配置文件或注解来创建Bean实例。
• FactoryBean：是Spring提供的一种特殊的Bean，它允许用户自定义Bean的创建过程。FactoryBean接口的实现类可以返回一个对象，也可以返回另一个Bean定义（即返回另一个Bean的ID）。这使得用户可以更加灵活地控制Bean的创建过程。

单例模式（Singleton Pattern）

        单例模式在Spring中用于保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。Spring中的默认bean均为singleton，这意味着它们在整个应用程序中都是唯一的。通过singleton属性或scope属性可以指定bean的作用范围。

代理模式（Proxy Pattern）

        Spring中的代理模式主要利用动态代理机制，实现AOP（面向切面编程）‌。Spring框架通过动态代理模式，允许开发者在不修改现有代码的情况下，对方法调用进行拦截，并在方法调用前后添加额外的处理逻辑，从而实现横切关注点的模块化，如日志记录、事务管理、安全检查等。

模板方法模式（Template Method Pattern）

        Spring中的许多模板，如JdbcTemplate、RestTemplate、RabbitTemplate等，都使用了模板方法模式。这些模板抽象了一些常用的操作，允许用户通过回调函数自定义这些操作的特定部分，而常规的执行流程则被模板方法所管理。

观察者模式（Observer Pattern）

​        观察者模式‌是通过事件监听机制实现的，这是一种设计模式，其中多个对象之间存在一对多的依赖关系。当一个对象（主题）的状态发生改变时，所有依赖于它的对象（观察者）都会收到通知并被自动更新。这种模式有时也被称为发布-订阅模式或模型-视图模式，它属于对象行为型模式。 ​

策略模式（Strategy Pattern）

        策略模式‌是一种设计模式，它允许你在运行时根据需要动态地选择和使用不同的算法或策略。这种模式特别适用于那些需要在不同情况下采用不同处理逻辑的场景。在Spring框架中实现策略模式，可以通过定义策略接口、实现具体的策略类，并在运行时根据需要选择合适的策略类来执行。

策略模式的实现通常包括以下几个步骤： ‌

• 定义策略接口‌：首先，需要定义一个策略接口，该接口声明了所有策略需要实现的方法。例如，如果你有一个计算折扣的业务场景，策略接口可能定义了一个calculateDiscount方法。 ‌
• 实现具体的策略类‌：然后，为每个具体的策略实现一个类，这些类实现了策略接口并提供了具体的实现逻辑。例如，对于计算折扣的场景，可能会有一个FixedDiscountStrategy和一个PercentageDiscountStrategy等。 ‌
• 在Spring中配置和使用策略‌：在Spring中，你可以通过注解（如@Service）来声明这些策略类为Spring Beans。然后，你可以使用Spring的依赖注入功能，在需要使用策略的地方注入相应的策略Bean。例如，你可以根据业务需求，通过配置决定使用哪种折扣策略。 ‌
• 动态选择策略‌：在运行时，你可以根据业务逻辑动态地选择合适的策略进行执行。这可以通过条件判断、配置文件、或者通过更高级的方式如使用Spring Expression Language（SpEL）来实现。
• 优点和缺点‌：策略模式的优点包括增加了策略的可替换性，使得策略可以独立于使用它的客户端变化。然而，如果有很多策略，管理这些策略可能会变得复杂。此外，每次都在循环中运行以选择合适的策略可能会导致执行时间变慢并增加处理开销‌。 ‌
• Spring源码中的应用‌：Spring框架本身也广泛使用了策略模式。例如，在Spring的初始化过程中，不同类型的类采用不同的初始化策略，这些策略通过实现InstantiationStrategy接口来定义‌。

装饰器模式（Decorator Pattern）

        装饰器模式允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。‌ 装饰器模式是一种结构型设计模式，它允许你在运行时向对象动态地添加职责，而不需要修改其原有的代码。这种模式通过创建一个包装对象（即装饰器），来包含并增强原有对象的功能。与继承相比，装饰器模式提供了更大的灵活性，因为它不需要修改原始类，就可以扩展或修改对象的行为。

在Spring框架中，装饰器模式的应用体现在多个方面。例如，SpringMVC中的HandlerAdapter就是装饰器模式的一个应用实例。

HandlerAdapter根据特定的规则执行不同的Handler，这允许开发者在不修改原有Controller代码的情况下，通过增加新的Handler和对应的HandlerAdapter来扩展SpringMVC的功能。这种设计使得SpringMVC的扩展变得相对容易，只需要增加一个新的Handler和一个对应的HandlerAdapter即可‌。

此外，Spring中的包装器模式（Wrapper Pattern）在类名上也有两种表现：一种是类名中含有"Wrapper"，另一种是类名中含有"Decorator"。尽管命名上有所差异，但实质上，它们都实现了动态地给一个对象添加一些额外的职责，这与装饰器模式的核心理念是一致的。Spring通过这种方式，提供了更大的灵活性，使得开发者能够根据需要动态地增强对象的功能‌。

适配器模式（Adapter Pattern）

        适配器模式的主要思想是通过创建一个适配器类，该类实现客户端期望的接口，同时持有需要适配的类的实例。这样，客户端就可以通过适配器类来访问适配类的功能，而无需关心适配类与客户端期望的接口是否匹配。

在Spring中，适配器模式的应用非常广泛，例如： ‌

• ServletRequestDataBinder适配器类‌：在Spring MVC框架中，用户提交的表单数据需要进行类型转换、格式化等操作后才能进行进一步处理。ServletRequestDataBinder就是用来完成这个过程的适配器类，它扩展了WebDataBinder类，通过添加绑定值的方法来实现适配。 ‌
• Spring AOP中的AdvisorAdapter类‌：Spring的AOP（面向切面编程）中，AdvisorAdapter类用于适配不同的Advice类型，如MethodBeforeAdvice、AfterReturningAdvice、ThrowsAdvice等，通过具体的Adapter实现来处理不同类型的Advice请求。 ‌
• MessageListenerAdapter‌：在Spring的消息处理中，MessageListenerAdapter作为适配器，允许用户设置一个消息监听器对象作为其委托，从而使得不同类型的消息监听器能够被统一处理。

组合模式（Composite Pattern）

        组合模式‌是一种结构型设计模式，它允许用户将对象组合成树形结构来表示部分-整体的层次结构。这种模式通过引入一个抽象的组件接口和具体的组件类来实现，其中抽象组件接口定义了访问和操作子组件的方法，而具体的组件类则实现这些方法。在Spring中，这种模式的应用主要体现在对缓存的管理上，例如通过实现AbstractCompositeCacheManager类来管理多个缓存对象，从而形成一个缓存管理的组合结构。

组合模式的关键角色包括： ‌

        Component‌：这是组合中的对象，它声明了一个接口用于访问和管理子部件。在适当的情况下，Component还实现了所有类共有的接口默认行为。 ‌

        Leaf‌：表示组合结构中的叶子节点对象，它没有子节点。

在Spring中，CompositeCacheManager类继承自AbstractCompositeCacheManager，实现了缓存的管理功能。这个类通过重写getCache(String name)方法，能够根据提供的缓存名称从所有管理器中获取缓存对象。如果找不到缓存对象，则会创建一个新的缓存对象并添加到组合中。这个过程体现了组合模式的核心理念：将对象组合成树形结构以表示部分-整体的层次结构关系。

依赖注入模式（Dependency Injection Pattern）

接口注入、构造函数注入、Setter方法注入