Spring使用的设计模式

Spring框架是一个广泛用于构建Java企业级应用的开源框架，它提供了丰富的功能和模块，同时支持多种设计模式。以下是一些在Spring框架中常见的设计模式

1 单例模式（Singleton Pattern）

• Spring的IoC容器默认情况下会创建单例的Bean，确保在应用中只有一个实例。
• 通过在Spring配置文件中配置bean的scope属性为"singleton"

<bean id="exampleBean" class="com.example.ExampleBean" scope="singleton"/>

或使用@Scope("singleton")注解来实现。

@Component
@Scope("singleton")
public class MyBean {
    // 类定义
}

1.1 容器管理的单例

• Spring框架本身也采用了单例模式。例如，ApplicationContext是一个单例对象，负责管理整个应用程序的Bean。
• 在应用程序的上下文中，只有一个ApplicationContext实例。

1.2 线程安全考虑

• 单例模式在多线程环境中可能涉及到线程安全问题。在默认的懒汉式单例模式中，如果多个线程同时访问，可能会导致创建多个实例。
• 可以使用双重检查锁定或者使用volatile关键字来保证线程安全。

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {
        // 初始化操作
    }

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

1.3 使用场景

• 单例模式适用于那些需要在整个应用程序中共享状态或资源的情况，以及需要频繁创建和销毁实例开销较大的情况。
• 例如，数据库连接池、线程池、配置管理器等可以使用单例模式

1.4 Spring Bean的生命周期

• Spring容器在启动时会创建并初始化所有单例Bean，这保证了它们在应用程序的生命周期内一直存在。
• 单例Bean的生命周期包括实例化、属性注入、初始化和销毁阶段。

在Spring中，默认使用单例模式的Bean适合那些状态无关且无需频繁创建销毁的组件。如果某个Bean需要保持状态，或者需要频繁创建和销毁，可以考虑使用其他作用域，如原型（prototype）或会话（session）。通过选择合适的Bean作用域，可以更好地满足应用程序的需求。

2 原型模式（Prototype Pattern）：

• 与单例模式相对，原型模式在每次请求时创建一个新的实例。
• 在Spring中，可以通过在配置文件中将scope属性设置为"prototype"，或使用@Scope("prototype")注解来实现。

<bean id="exampleBean" class="com.example.ExampleBean" scope="prototype"/>

3 工厂模式（Factory Pattern）：

• Spring中的Bean工厂负责创建和管理Bean实例。
• 可以通过XML配置文件中的<bean>元素或使用注解来声明Bean。
• BeanFactory就是工厂模式的体现。Spring使用工厂模式可以通过 BeanFactory 或 ApplicationContext 创建 bean 对象。

<bean id="exampleBean" class="com.example.ExampleBean"/>

4 代理模式（Proxy Pattern）：

• Spring AOP（面向切面编程）基于代理模式，通过代理对象实现横切关注点的模块化。
• Spring提供了两种代理方式：JDK动态代理和CGLIB代理。

// JDK动态代理
SomeInterface proxy = (SomeInterface) Proxy.newProxyInstance(
    getClass().getClassLoader(),
    new Class[]{SomeInterface.class},
    new MyInvocationHandler());

// CGLIB代理
SomeClass proxy = (SomeClass) Enhancer.create(SomeClass.class, new MyMethodInterceptor());

5 观察者模式（Observer Pattern）：

Spring事件机制基于观察者模式，允许对象在状态发生变化时通知依赖它的对象。

// 发布事件
applicationContext.publishEvent(new MyCustomEvent(this, eventData));

// 监听事件
@Component
public class MyEventListener implements ApplicationListener<MyCustomEvent> {
    @Override
    public void onApplicationEvent(MyCustomEvent event) {
        // 处理事件
    }
}

6 模板模式（Template Method Pattern）：

Spring的JdbcTemplate就是一个典型的模板模式的应用，定义了执行SQL语句的基本流程，而具体的实现由子类提供。

public abstract class JdbcTemplate {
    public final void execute(String sql) {
        // 公共逻辑

        // 子类实现的特定逻辑
        executeSql(sql);

        // 公共逻辑
    }

    protected abstract void executeSql(String sql);
}

7 策略模式（Strategy Pattern）：

Spring的@Autowired注解可以被视为一种策略模式的应用，根据不同的策略（实现类），自动注入相应的实例。

@Component
public class SomeService {
    @Autowired
    private SomeStrategy strategy;
}

public interface SomeStrategy {
    void execute();
}

@Component
public class ConcreteStrategy1 implements SomeStrategy {
    // 实现策略
}

@Component
public class ConcreteStrategy2 implements SomeStrategy {
    // 实现策略
}