Spring中用到的设计模式详解

Spring 在设计和实现过程中大量使用了设计模式，这些设计模式不仅提升了 Spring 的灵活性和可扩展性，还为开发者提供了更高效、更优雅的编程方式。以下是 Spring 框架中使用的一些常见设计模式：

1. 单例模式（Singleton Pattern）

定义：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
Spring 应用：
- Spring 默认将 Bean 的作用域设置为单例（singleton），由 IOC容器管理生命周期。

示例：

@Service  // 默认就是单例
public class OrderService {// 业务逻辑
}

2. 工厂模式（Factory Pattern）

定义：通过工厂类封装对象的创建逻辑，解耦客户端与具体实现。
Spring 应用：
- BeanFactory 和 ApplicationContext 是核心工厂，负责创建和管理 Bean。
- FactoryBean 接口允许自定义复杂对象的创建逻辑（如 MyBatis 的 SqlSessionFactoryBean）。
优点：将对象的创建和使用分离，降低了耦合度。

示例：

// BeanFactory 是一个工厂接口
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(new FileSystemResource("applicationContext.xml"));
SingletonBean singletonBean = beanFactory.getBean(SingletonBean.class);

3. 代理模式（Proxy Pattern）

定义：通过代理对象控制对真实对象的访问。
Spring 应用：
- 接口代理：使用JDK动态代理（基于接口）
- 类代理：使用CGLIB字节码生成
应用场景：
- AOP切面编程
- 声明式事务管理
- @Async异步方法

示例：

@Transactional  // 通过代理实现事务管理
public void placeOrder(Order order) {// 业务逻辑
}

4. 模板方法模式（Template Method Pattern）

定义：定义算法骨架，将某些步骤延迟到子类实现
Spring 应用：
- JdbcTemplate、RestTemplate 等模板类封装了资源管理（如连接、异常处理），用户只需实现回调。

示例：

public class JdbcTemplateExample {@Autowiredprivate JdbcTemplate jdbcTemplate;public List<String> getNames() {return jdbcTemplate.query("SELECT name FROM users",(rs, rowNum) -> rs.getString("name"));}
}

5. 适配器模式（Adapter Pattern）

定义：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。
在 Spring 中的应用：
- HandlerAdapter：适配不同风格的控制器（如Servlet、注解式控制器）
- AOP中的适配器：将各种Advice适配为MethodInterceptor
- 安全配置适配器

示例：

// 将一个普通POJO适配为Spring MVC控制器
@Controller
public class SimpleController {@RequestMapping("/hello")public String hello() {return "greeting";}
}

6. 观察者模式（Observer Pattern）

定义：对象间一种一对多的依赖关系，当一个对象状态改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。
在 Spring 中的应用：
- 事件驱动模型：通过 ApplicationEvent（事件）和 ApplicationListener（监听器）实现。如 ContextRefreshedEvent（容器刷新完成事件）。

示例：

// 定义事件
public class CustomEvent extends ApplicationEvent {public CustomEvent(Object source) {super(source);}
}// 监听事件
@Component
public class CustomEventListener implements ApplicationListener<CustomEvent> {@Overridepublic void onApplicationEvent(CustomEvent event) {// 处理事件}
}// 发布事件
applicationContext.publishEvent(new CustomEvent(this));

7. 策略模式（Strategy Pattern）

定义：定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并使它们可互换。
在 Spring 中的应用：
- 资源加载：Resource 接口的不同实现（ClassPathResource、UrlResource）。
- 事务管理：支持多种事务策略（JDBC、JTA）

示例：

Resource resource = new ClassPathResource("applicationContext.xml");
Resource resource2 = new FileSystemResource("/conf/applicationContext.xml");

8. 装饰器模式（Decorator Pattern）

定义：动态地给一个对象添加额外的职责。
在 Spring 中的应用：HttpServletRequestWrapper装饰HTTP请求。

示例：

public class CustomRequestWrapper extends HttpServletRequestWrapper {public CustomRequestWrapper(HttpServletRequest request) {super(request);}@Overridepublic String getParameter(String name) {// 装饰原始方法String value = super.getParameter(name);return value != null ? value.toUpperCase() : null;}
}

9. 责任链模式 (Chain of Responsibility Pattern)

定义：允许将请求沿着处理链传递，直到有一个处理者能够处理它为止。该模式通过为多个处理者提供处理请求的机会，从而解耦请求的发送者和接收者。
在 Spring 中的应用：
- Spring Security的过滤器链
- Spring MVC的拦截器链

示例：

public class SecurityFilterChain {private List<Filter> filters;public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response) {// 依次调用过滤器}
}

10. 组合模式（Composite Pattern）

定义：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。
在 Spring 中的应用：
- Spring表达式语言(SpEL)中的表达式组合
- CompositeCacheManager组合多个缓存管理器

示例：

public class CompositeCacheManager implements CacheManager {private List<CacheManager> cacheManagers;// 组合多个CacheManager的功能
}

11. 建造者模式（Builder Pattern）

定义：逐步构造一个复杂的对象，并允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就能构建它们。
在 Spring 中的应用：
- BeanDefinitionBuilder用于构建Bean定义
- UriComponentsBuilder用于构建URI

示例：

BeanDefinition beanDefinition =  BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(MyBean.class)
.addPropertyValue("name", "Kimi");
.addPropertyValue("age", 25);
.getBeanDefinition();