Spring 中常见设计模式及其典型应用场景的详细介绍

设计模式在 Spring 框架中广泛应用，帮助开发者以松耦合、高内聚的方式构建灵活且可维护的应用程序。以下是 Spring 中常见设计模式及其典型应用场景的详细介绍：

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1. 工厂模式（Factory Pattern）

• 核心作用：解耦对象的创建与使用。
• Spring 中的实现：
  • BeanFactory 与 ApplicationContext：Spring 的核心容器本身就是工厂模式的实现。BeanFactory 负责创建和管理 Bean 对象，开发者无需手动 new 对象，而是通过容器获取。
  • FactoryBean 接口：允许自定义复杂对象的创建逻辑（如 MyBatis 的 SqlSessionFactoryBean）。
• 示例：ApplicationContext.getBean("beanName") 通过工厂获取 Bean。

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2. 单例模式（Singleton Pattern）

• 核心作用：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
• Spring 中的实现：
  • 默认 Bean 作用域：Spring 默认将所有 Bean 配置为单例（通过 @Scope("singleton")），由容器管理生命周期。
  • 与传统单例的区别：Spring 的单例是容器级的（每个容器一个实例），而非 ClassLoader 级别的。
• 示例：Service 层和 DAO 层的 Bean 通常设计为单例。

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3. 代理模式（Proxy Pattern）

• 核心作用：通过代理对象控制对真实对象的访问。
• Spring 中的实现：
  • AOP（面向切面编程）：基于动态代理（JDK 动态代理或 CGLIB）实现日志、事务、安全等横切关注点。
  • @Transactional 注解：通过代理在方法前后添加事务管理逻辑。
• 示例：声明式事务管理通过代理拦截目标方法。

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4. 模板方法模式（Template Method Pattern）

• 核心作用：定义算法骨架，将步骤延迟到子类实现。
• Spring 中的实现：
  • JdbcTemplate、RestTemplate：封装数据库操作或 REST 调用的通用流程（如连接获取、异常处理），用户只需实现回调接口（如 RowMapper）。
• 示例：JdbcTemplate.query() 方法处理 SQL 执行，用户仅需提供 SQL 和结果映射逻辑。

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5. 观察者模式（Observer Pattern）

• 核心作用：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者。
• Spring 中的实现：
  • 事件驱动模型：通过 ApplicationEvent（事件）、ApplicationListener（监听器）、ApplicationEventPublisher（发布者）实现。
  • 内置事件：如 ContextRefreshedEvent（容器刷新完成）、RequestHandledEvent（HTTP 请求处理完成）。
• 示例：自定义事件 MyEvent，通过 publishEvent() 发布，由 @EventListener 监听处理。

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6. 适配器模式（Adapter Pattern）

• 核心作用：将一个接口转换为另一个客户端期望的接口。
• Spring 中的实现：
  • Spring MVC 的 HandlerAdapter：适配不同类型的 Controller（如 @Controller、HttpRequestHandler），统一调用 handleRequest() 方法。
  • RequestMappingHandlerAdapter：处理 @RequestMapping 注解的方法。
• 示例：DispatcherServlet 通过 HandlerAdapter 调用不同 Controller 的方法。

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7. 装饰者模式（Decorator Pattern）

• 核心作用：动态地为对象添加额外功能。
• Spring 中的实现：
  • Bean 的包装类：如 BeanDefinitionDecorator 对 Bean 定义进行装饰。
  • HttpServletRequest 的包装类：例如 ContentCachingRequestWrapper。
• 示例：通过 BeanPostProcessor 对 Bean 进行增强（如添加日志）。

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8. 策略模式（Strategy Pattern）

• 核心作用：定义算法族，使其可互相替换。
• Spring 中的实现：
  • 资源加载：Resource 接口的不同实现策略（如 ClassPathResource、UrlResource）。
  • 事务管理：PlatformTransactionManager 的不同实现（如 JDBC、JTA、Hibernate 事务管理器）。
• 示例：根据配置文件选择不同的事务管理策略。

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9. 原型模式（Prototype Pattern）

• 核心作用：通过复制现有对象创建新对象。
• Spring 中的实现：
  • Bean 作用域 prototype：每次请求 Bean 时返回新实例（通过 @Scope("prototype") 配置）。
• 示例：需要多实例的 Bean（如用户会话对象）。

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

• 核心作用：将请求沿处理链传递，直到被某个处理器处理。
• Spring 中的实现：
  • 拦截器链（Interceptor Chain）：如 Spring MVC 的 HandlerInterceptor，多个拦截器按顺序处理请求。
  • 过滤器链（Filter Chain）：在 Servlet 容器中处理 HTTP 请求。
• 示例：用户认证、日志记录等拦截器依次处理请求。

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11. 依赖注入（Dependency Injection, DI）

• 核心作用：解耦对象间的依赖关系，由容器注入依赖。
• Spring 中的实现：
  • 构造器注入：通过 @Autowired 或 XML 配置。
  • Setter 注入：通过 @Autowired 注解 Setter 方法。
• 示例：Service 层依赖 DAO 层对象，由 Spring 自动注入。

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总结

Spring 框架通过灵活运用设计模式，实现了高度模块化、可扩展和低耦合的架构。理解这些模式在 Spring 中的应用场景，不仅有助于更高效地使用框架，还能提升代码设计能力。例如：

• AOP 代理解决横切关注点，
• 模板方法简化重复代码，
• 依赖注入实现松耦合，
• 观察者模式支持事件驱动编程。

这些模式共同支撑了 Spring 的核心功能（IoC、AOP、MVC 等），使其成为企业级开发的首选框架。