Spring 主要用到的设计模式

Spring 框架使用了多种 设计模式 来实现其核心功能，如 IOC（控制反转）、AOP（面向切面编程）、事务管理、Bean 生命周期管理 等。以下是 Spring 主要用到的设计模式：

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1. 创建型模式（Creational Patterns）

（1）工厂模式（Factory Pattern）

Spring 使用 工厂模式 来创建和管理 Bean 对象，避免手动 new 对象，解耦代码。

Spring 相关实现：

• BeanFactory 和 ApplicationContext 都是 工厂模式 的体现。
• FactoryBean<T>：自定义 Bean 的创建方式。

示例：

@Component
public class MyBean {
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello from MyBean!");
    }
}

ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
MyBean myBean = context.getBean(MyBean.class);
myBean.sayHello();

这里 ApplicationContext 充当了 工厂，负责创建 MyBean 的实例。

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（2）单例模式（Singleton Pattern）

Spring 默认所有 Bean 都是单例，即 Spring 容器内每个 Bean 只会被创建一次，提高性能并减少资源消耗。

Spring 相关实现：

• DefaultSingletonBeanRegistry 维护了 Spring 容器中的单例对象。

示例：

@Service
public class SingletonService {
    public SingletonService() {
        System.out.println("SingletonService 构造方法调用");
    }
}

ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
SingletonService s1 = context.getBean(SingletonService.class);
SingletonService s2 = context.getBean(SingletonService.class);
System.out.println(s1 == s2); // true

📌 注意：

• 如果需要每次获取新实例，可以使用 @Scope("prototype") 改变默认单例模式。

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（3）原型模式（Prototype Pattern）

Spring 允许 Bean 以 原型模式 方式创建，每次 getBean() 都会返回一个新的实例。

示例：

@Component
@Scope("prototype")  // 设置为原型模式
public class PrototypeBean {
    public PrototypeBean() {
        System.out.println("PrototypeBean 构造方法调用");
    }
}

PrototypeBean p1 = context.getBean(PrototypeBean.class);
PrototypeBean p2 = context.getBean(PrototypeBean.class);
System.out.println(p1 == p2); // false（每次获取的 Bean 都是新实例）

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2. 结构型模式（Structural Patterns）

（4）代理模式（Proxy Pattern）

Spring 的 AOP（面向切面编程） 依赖 代理模式，用于在方法执行前后插入逻辑，如 事务管理、日志记录、权限控制 等。

Spring 相关实现：

• JDK 动态代理（基于接口）
• CGLIB 动态代理（基于子类）

示例：

@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {
    @Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void logBefore() {
        System.out.println("执行方法前打印日志");
    }
}

📌 作用：

• 事务管理（@Transactional）：Spring 通过代理模式在方法前后添加事务处理逻辑。

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（5）适配器模式（Adapter Pattern）

Spring 使用 适配器模式 来统一不同接口，保持代码灵活性。

Spring 相关实现：

• HandlerAdapter：适配不同类型的 Controller（如 @RequestMapping、@RestController）。
• ViewResolver：适配不同视图解析，如 JSP、Thymeleaf、JSON 等。

示例：

@RequestMapping("/hello")
public String hello() {
    return "Hello Spring!";
}

📌 RequestMappingHandlerAdapter 适配不同的 @Controller 处理方法。

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（6）装饰器模式（Decorator Pattern）

Spring 采用 装饰器模式 来增强功能，如 BeanPostProcessor、HandlerInterceptor。

Spring 相关实现：

• HandlerInterceptor：拦截请求并增强功能（如鉴权）。
• BeanPostProcessor：在 Bean 初始化前后执行逻辑。

示例：

@Component
public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) {
        System.out.println("Bean 初始化前：" + beanName);
        return bean;
    }
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {
        System.out.println("Bean 初始化后：" + beanName);
        return bean;
    }
}

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3. 行为型模式（Behavioral Patterns）

（7）观察者模式（Observer Pattern）

Spring 事件机制基于 观察者模式，用于 组件间解耦 的 事件通知。

Spring 相关实现：

• ApplicationEvent（事件）
• ApplicationListener（监听器）

示例：

@Component
public class MyEventListener implements ApplicationListener<ApplicationEvent> {
    public void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {
        System.out.println("监听到事件：" + event);
    }
}

📌 Spring 内置事件：

• ContextRefreshedEvent（容器刷新）
• ContextClosedEvent（容器关闭）

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（8）模板方法模式（Template Method Pattern）

Spring 简化 JDBC 操作，使用 模板方法模式 让子类重写关键步骤，而公共部分由父类实现。

Spring 相关实现：

• JdbcTemplate
• RestTemplate
• TransactionTemplate

示例：

jdbcTemplate.query("SELECT * FROM users", (rs, rowNum) -> new User(rs.getInt("id"), rs.getString("name")));

📌 Spring 处理连接、异常，开发者只需专注 SQL 逻辑。

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（9）策略模式（Strategy Pattern）

Spring 采用 策略模式 来动态选择不同的算法或实现方案。

Spring 相关实现：

• Resource 访问策略（支持 FileSystem、Classpath、URL 等不同资源访问方式）
• TransactionManager 事务管理策略（JpaTransactionManager、DataSourceTransactionManager）

示例：

public interface PaymentStrategy {
    void pay(int amount);
}
@Component
public class WeChatPay implements PaymentStrategy {
    public void pay(int amount) {
        System.out.println("使用微信支付：" + amount);
    }
}
@Component
public class AliPay implements PaymentStrategy {
    public void pay(int amount) {
        System.out.println("使用支付宝支付：" + amount);
    }
}

Spring 通过 @Autowired 依赖注入 动态选择支付方式。

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🎯 总结

设计模式	Spring 应用场景
工厂模式	BeanFactory、ApplicationContext
单例模式	Spring Bean 默认单例
原型模式	@Scope("prototype")
代理模式	AOP（事务、日志）
适配器模式	HandlerAdapter
装饰器模式	BeanPostProcessor
观察者模式	ApplicationListener 事件机制
模板方法模式	JdbcTemplate
策略模式	TransactionManager、Resource