Spring 中經(jīng)典的 9 種設(shè)計(jì)模式，打死也要記住?。?/h1>

程序員的成長(zhǎng)之路

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2021-11-09 20:07

程序員的成長(zhǎng)之路

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來(lái)自：https://blog.csdn.net/caoxiaohong1005

Spring中涉及的設(shè)計(jì)模式總結(jié)

1.簡(jiǎn)單工廠(chǎng)(非23種設(shè)計(jì)模式中的一種)

實(shí)現(xiàn)方式：

BeanFactory。Spring中的BeanFactory就是簡(jiǎn)單工廠(chǎng)模式的體現(xiàn)，根據(jù)傳入一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)來(lái)獲得Bean對(duì)象，但是否是在傳入?yún)?shù)后創(chuàng)建還是傳入?yún)?shù)前創(chuàng)建這個(gè)要根據(jù)具體情況來(lái)定。

實(shí)質(zhì)：

由一個(gè)工廠(chǎng)類(lèi)根據(jù)傳入的參數(shù)，動(dòng)態(tài)決定應(yīng)該創(chuàng)建哪一個(gè)產(chǎn)品類(lèi)。

實(shí)現(xiàn)原理：

bean容器的啟動(dòng)階段：

• 讀取bean的xml配置文件,將bean元素分別轉(zhuǎn)換成一個(gè)BeanDefinition對(duì)象。

• 然后通過(guò)BeanDefinitionRegistry將這些bean注冊(cè)到beanFactory中，保存在它的一個(gè)ConcurrentHashMap中。

• 將BeanDefinition注冊(cè)到了beanFactory之后，在這里Spring為我們提供了一個(gè)擴(kuò)展的切口，允許我們通過(guò)實(shí)現(xiàn)接口BeanFactoryPostProcessor 在此處來(lái)插入我們定義的代碼。

  典型的例子就是：PropertyPlaceholderConfigurer，我們一般在配置數(shù)據(jù)庫(kù)的dataSource時(shí)使用到的占位符的值，就是它注入進(jìn)去的。

容器中bean的實(shí)例化階段：

實(shí)例化階段主要是通過(guò)反射或者CGLIB對(duì)bean進(jìn)行實(shí)例化，在這個(gè)階段Spring又給我們暴露了很多的擴(kuò)展點(diǎn)：

• 各種的Aware接口?，比如 BeanFactoryAware，對(duì)于實(shí)現(xiàn)了這些Aware接口的bean，在實(shí)例化bean時(shí)Spring會(huì)幫我們注入對(duì)應(yīng)的BeanFactory的實(shí)例。
• BeanPostProcessor接口?，實(shí)現(xiàn)了BeanPostProcessor接口的bean，在實(shí)例化bean時(shí)Spring會(huì)幫我們調(diào)用接口中的方法。
• InitializingBean接口?，實(shí)現(xiàn)了InitializingBean接口的bean，在實(shí)例化bean時(shí)Spring會(huì)幫我們調(diào)用接口中的方法。
• DisposableBean接口?，實(shí)現(xiàn)了BeanPostProcessor接口的bean，在該bean死亡時(shí)Spring會(huì)幫我們調(diào)用接口中的方法。

設(shè)計(jì)意義：

松耦合。?可以將原來(lái)硬編碼的依賴(lài)，通過(guò)Spring這個(gè)beanFactory這個(gè)工廠(chǎng)來(lái)注入依賴(lài)，也就是說(shuō)原來(lái)只有依賴(lài)方和被依賴(lài)方，現(xiàn)在我們引入了第三方——spring這個(gè)beanFactory，由它來(lái)解決bean之間的依賴(lài)問(wèn)題，達(dá)到了松耦合的效果.

bean的額外處理。?通過(guò)Spring接口的暴露，在實(shí)例化bean的階段我們可以進(jìn)行一些額外的處理，這些額外的處理只需要讓bean實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的接口即可，那么spring就會(huì)在bean的生命周期調(diào)用我們實(shí)現(xiàn)的接口來(lái)處理該bean。[非常重要]

推薦下自己做的 Spring Boot 的實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目：

https://github.com/YunaiV/ruoyi-vue-pro

2.工廠(chǎng)方法

實(shí)現(xiàn)方式：

FactoryBean接口。

實(shí)現(xiàn)原理：

實(shí)現(xiàn)了FactoryBean接口的bean是一類(lèi)叫做factory的bean。其特點(diǎn)是，spring會(huì)在使用getBean()調(diào)用獲得該bean時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用該bean的getObject()方法，所以返回的不是factory這個(gè)bean，而是這個(gè)bean.getOjbect()方法的返回值。

例子：

典型的例子有spring與mybatis的結(jié)合。

代碼示例：

說(shuō)明：

我們看上面該bean，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了FactoryBean接口，所以返回的不是 SqlSessionFactoryBean 的實(shí)例，而是它的 SqlSessionFactoryBean.getObject() 的返回值。

推薦下自己做的 Spring Cloud 的實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目：

https://github.com/YunaiV/onemall

3.單例模式

Spring依賴(lài)注入Bean實(shí)例默認(rèn)是單例的。

Spring的依賴(lài)注入（包括lazy-init方式）都是發(fā)生在AbstractBeanFactory的getBean里。getBean的doGetBean方法調(diào)用getSingleton進(jìn)行bean的創(chuàng)建。

分析getSingleton()方法

public?Object?getSingleton(String?beanName){
????//參數(shù)true設(shè)置標(biāo)識(shí)允許早期依賴(lài)
????return?getSingleton(beanName,true);
}
protected?Object?getSingleton(String?beanName,?boolean?allowEarlyReference)?{
????//檢查緩存中是否存在實(shí)例
????Object?singletonObject?=?this.singletonObjects.get(beanName);
????if?(singletonObject?==?null?&&?isSingletonCurrentlyInCreation(beanName))?{
????????//如果為空，則鎖定全局變量并進(jìn)行處理。
????????synchronized?(this.singletonObjects)?{
????????????//如果此bean正在加載，則不處理
????????????singletonObject?=?this.earlySingletonObjects.get(beanName);
????????????if?(singletonObject?==?null?&&?allowEarlyReference)?{
????????????????//當(dāng)某些方法需要提前初始化的時(shí)候則會(huì)調(diào)用addSingleFactory?方法將對(duì)應(yīng)的ObjectFactory初始化策略存儲(chǔ)在singletonFactories
????????????????ObjectFactory?singletonFactory?=?this.singletonFactories.get(beanName);
????????????????if?(singletonFactory?!=?null)?{
????????????????????//調(diào)用預(yù)先設(shè)定的getObject方法
????????????????????singletonObject?=?singletonFactory.getObject();
????????????????????//記錄在緩存中，earlysingletonObjects和singletonFactories互斥
????????????????????this.earlySingletonObjects.put(beanName,?singletonObject);
????????????????????this.singletonFactories.remove(beanName);
????????????????}
????????????}
????????}
????}
????return?(singletonObject?!=?NULL_OBJECT???singletonObject?:?null);
}

getSingleton()過(guò)程圖

ps：spring依賴(lài)注入時(shí)，使用了 雙重判斷加鎖 的單例模式

總結(jié)

單例模式定義：?保證一個(gè)類(lèi)僅有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)它的全局訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)。

spring對(duì)單例的實(shí)現(xiàn)：?spring中的單例模式完成了后半句話(huà)，即提供了全局的訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)BeanFactory。但沒(méi)有從構(gòu)造器級(jí)別去控制單例，這是因?yàn)閟pring管理的是任意的java對(duì)象。

4.適配器模式

實(shí)現(xiàn)方式：

SpringMVC中的適配器HandlerAdatper。

實(shí)現(xiàn)原理：

HandlerAdatper根據(jù)Handler規(guī)則執(zhí)行不同的Handler。

實(shí)現(xiàn)過(guò)程：

DispatcherServlet根據(jù)HandlerMapping返回的handler，向HandlerAdatper發(fā)起請(qǐng)求，處理Handler。

HandlerAdapter根據(jù)規(guī)則找到對(duì)應(yīng)的Handler并讓其執(zhí)行，執(zhí)行完畢后Handler會(huì)向HandlerAdapter返回一個(gè)ModelAndView，最后由HandlerAdapter向DispatchServelet返回一個(gè)ModelAndView。

實(shí)現(xiàn)意義：

HandlerAdatper使得Handler的擴(kuò)展變得容易，只需要增加一個(gè)新的Handler和一個(gè)對(duì)應(yīng)的HandlerAdapter即可。

因此Spring定義了一個(gè)適配接口，使得每一種Controller有一種對(duì)應(yīng)的適配器實(shí)現(xiàn)類(lèi)，讓適配器代替controller執(zhí)行相應(yīng)的方法。這樣在擴(kuò)展Controller時(shí)，只需要增加一個(gè)適配器類(lèi)就完成了SpringMVC的擴(kuò)展了。

5.裝飾器模式

實(shí)現(xiàn)方式：

Spring中用到的包裝器模式在類(lèi)名上有兩種表現(xiàn)：一種是類(lèi)名中含有Wrapper，另一種是類(lèi)名中含有Decorator。

實(shí)質(zhì)：

動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對(duì)象添加一些額外的職責(zé)。

就增加功能來(lái)說(shuō)，Decorator模式相比生成子類(lèi)更為靈活。

6.代理模式

實(shí)現(xiàn)方式：

AOP底層，就是動(dòng)態(tài)代理模式的實(shí)現(xiàn)。

動(dòng)態(tài)代理：

在內(nèi)存中構(gòu)建的，不需要手動(dòng)編寫(xiě)代理類(lèi)

靜態(tài)代理：

需要手工編寫(xiě)代理類(lèi)，代理類(lèi)引用被代理對(duì)象。

實(shí)現(xiàn)原理：

切面在應(yīng)用運(yùn)行的時(shí)刻被織入。一般情況下，在織入切面時(shí)，AOP容器會(huì)為目標(biāo)對(duì)象創(chuàng)建動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建一個(gè)代理對(duì)象。SpringAOP就是以這種方式織入切面的。

織入：把切面應(yīng)用到目標(biāo)對(duì)象并創(chuàng)建新的代理對(duì)象的過(guò)程。

7.觀察者模式

實(shí)現(xiàn)方式：

spring的事件驅(qū)動(dòng)模型使用的是 觀察者模式 ，Spring中Observer模式常用的地方是listener的實(shí)現(xiàn)。

具體實(shí)現(xiàn)：

事件機(jī)制的實(shí)現(xiàn)需要三個(gè)部分,事件源,事件,事件監(jiān)聽(tīng)器

ApplicationEvent抽象類(lèi)[事件]

繼承自jdk的EventObject,所有的事件都需要繼承ApplicationEvent,并且通過(guò)構(gòu)造器參數(shù)source得到事件源.

該類(lèi)的實(shí)現(xiàn)類(lèi)ApplicationContextEvent表示ApplicaitonContext的容器事件.

代碼：

public?abstract?class?ApplicationEvent?extends?EventObject?{
????private?static?final?long?serialVersionUID?=?7099057708183571937L;
????private?final?long?timestamp;
????public?ApplicationEvent(Object?source)?{
????super(source);
????this.timestamp?=?System.currentTimeMillis();
????}
????public?final?long?getTimestamp()?{
????????return?this.timestamp;
????}
}

ApplicationListener接口[事件監(jiān)聽(tīng)器]

繼承自jdk的EventListener,所有的監(jiān)聽(tīng)器都要實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口。

這個(gè)接口只有一個(gè)onApplicationEvent()方法,該方法接受一個(gè)ApplicationEvent或其子類(lèi)對(duì)象作為參數(shù),在方法體中,可以通過(guò)不同對(duì)Event類(lèi)的判斷來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

當(dāng)事件觸發(fā)時(shí)所有的監(jiān)聽(tīng)器都會(huì)收到消息。

代碼：

public?interface?ApplicationListener<E?extends?ApplicationEvent>?extends?EventListener?{
?????void?onApplicationEvent(E?event);
}

ApplicationContext接口[事件源]

ApplicationContext是spring中的全局容器，翻譯過(guò)來(lái)是”應(yīng)用上下文”。

實(shí)現(xiàn)了ApplicationEventPublisher接口。

職責(zé)：

負(fù)責(zé)讀取bean的配置文檔,管理bean的加載,維護(hù)bean之間的依賴(lài)關(guān)系,可以說(shuō)是負(fù)責(zé)bean的整個(gè)生命周期,再通俗一點(diǎn)就是我們平時(shí)所說(shuō)的IOC容器。

代碼：

public?interface?ApplicationEventPublisher?{
????????void?publishEvent(ApplicationEvent?event);
}

public?void?publishEvent(ApplicationEvent?event)?{
????Assert.notNull(event,?"Event?must?not?be?null");
????if?(logger.isTraceEnabled())?{
?????????logger.trace("Publishing?event?in?"?+?getDisplayName()?+?":?"?+?event);
????}
????getApplicationEventMulticaster().multicastEvent(event);
????if?(this.parent?!=?null)?{
????this.parent.publishEvent(event);
????}
}

ApplicationEventMulticaster抽象類(lèi)[事件源中publishEvent方法需要調(diào)用其方法getApplicationEventMulticaster]

屬于事件廣播器,它的作用是把Applicationcontext發(fā)布的Event廣播給所有的監(jiān)聽(tīng)器.

代碼：

public?abstract?class?AbstractApplicationContext?extends?DefaultResourceLoader
????implements?ConfigurableApplicationContext,?DisposableBean?{
????private?ApplicationEventMulticaster?applicationEventMulticaster;
????protected?void?registerListeners()?{
????//?Register?statically?specified?listeners?first.
????for?(ApplicationListener?listener?:?getApplicationListeners())?{
????getApplicationEventMulticaster().addApplicationListener(listener);
????}
????//?Do?not?initialize?FactoryBeans?here:?We?need?to?leave?all?regular?beans
????//?uninitialized?to?let?post-processors?apply?to?them!
????String[]?listenerBeanNames?=?getBeanNamesForType(ApplicationListener.class,?true,?false);
????for?(String?lisName?:?listenerBeanNames)?{
????getApplicationEventMulticaster().addApplicationListenerBean(lisName);
????}
??}
}

8.策略模式

實(shí)現(xiàn)方式：

Spring框架的資源訪(fǎng)問(wèn)Resource接口。該接口提供了更強(qiáng)的資源訪(fǎng)問(wèn)能力，Spring 框架本身大量使用了 Resource 接口來(lái)訪(fǎng)問(wèn)底層資源。

Resource 接口介紹

source 接口是具體資源訪(fǎng)問(wèn)策略的抽象，也是所有資源訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)所實(shí)現(xiàn)的接口。

Resource 接口主要提供了如下幾個(gè)方法:

• getInputStream()：?定位并打開(kāi)資源，返回資源對(duì)應(yīng)的輸入流。每次調(diào)用都返回新的輸入流。調(diào)用者必須負(fù)責(zé)關(guān)閉輸入流。
• exists()：?返回 Resource 所指向的資源是否存在。
• isOpen()：?返回資源文件是否打開(kāi)，如果資源文件不能多次讀取，每次讀取結(jié)束應(yīng)該顯式關(guān)閉，以防止資源泄漏。
• getDescription()：?返回資源的描述信息，通常用于資源處理出錯(cuò)時(shí)輸出該信息，通常是全限定文件名或?qū)嶋H URL。
• getFile：?返回資源對(duì)應(yīng)的 File 對(duì)象。
• getURL：?返回資源對(duì)應(yīng)的 URL 對(duì)象。

最后兩個(gè)方法通常無(wú)須使用，僅在通過(guò)簡(jiǎn)單方式訪(fǎng)問(wèn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，Resource 提供傳統(tǒng)的資源訪(fǎng)問(wèn)的功能。

Resource 接口本身沒(méi)有提供訪(fǎng)問(wèn)任何底層資源的實(shí)現(xiàn)邏輯，針對(duì)不同的底層資源，Spring 將會(huì)提供不同的 Resource 實(shí)現(xiàn)類(lèi)，不同的實(shí)現(xiàn)類(lèi)負(fù)責(zé)不同的資源訪(fǎng)問(wèn)邏輯。

Spring 為 Resource 接口提供了如下實(shí)現(xiàn)類(lèi)：

• UrlResource：?訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)現(xiàn)類(lèi)。
• ClassPathResource：?訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)加載路徑里資源的實(shí)現(xiàn)類(lèi)。
• FileSystemResource：?訪(fǎng)問(wèn)文件系統(tǒng)里資源的實(shí)現(xiàn)類(lèi)。
• ServletContextResource：?訪(fǎng)問(wèn)相對(duì)于 ServletContext 路徑里的資源的實(shí)現(xiàn)類(lèi).
• InputStreamResource：?訪(fǎng)問(wèn)輸入流資源的實(shí)現(xiàn)類(lèi)。
• ByteArrayResource：?訪(fǎng)問(wèn)字節(jié)數(shù)組資源的實(shí)現(xiàn)類(lèi)。

這些 Resource 實(shí)現(xiàn)類(lèi)，針對(duì)不同的的底層資源，提供了相應(yīng)的資源訪(fǎng)問(wèn)邏輯，并提供便捷的包裝，以利于客戶(hù)端程序的資源訪(fǎng)問(wèn)。

9.模版方法模式

經(jīng)典模板方法定義：

父類(lèi)定義了骨架（調(diào)用哪些方法及順序），某些特定方法由子類(lèi)實(shí)現(xiàn)。

最大的好處：代碼復(fù)用，減少重復(fù)代碼。除了子類(lèi)要實(shí)現(xiàn)的特定方法，其他方法及方法調(diào)用順序都在父類(lèi)中預(yù)先寫(xiě)好了。

所以父類(lèi)模板方法中有兩類(lèi)方法：

共同的方法：?所有子類(lèi)都會(huì)用到的代碼

不同的方法：?子類(lèi)要覆蓋的方法，分為兩種：

• 抽象方法：父類(lèi)中的是抽象方法，子類(lèi)必須覆蓋
• 鉤子方法：父類(lèi)中是一個(gè)空方法，子類(lèi)繼承了默認(rèn)也是空的

注：為什么叫鉤子，子類(lèi)可以通過(guò)這個(gè)鉤子（方法），控制父類(lèi)，因?yàn)檫@個(gè)鉤子實(shí)際是父類(lèi)的方法（空方法）！

Spring模板方法模式實(shí)質(zhì)：

是模板方法模式和回調(diào)模式的結(jié)合，是Template Method不需要繼承的另一種實(shí)現(xiàn)方式。Spring幾乎所有的外接擴(kuò)展都采用這種模式。

具體實(shí)現(xiàn)：

JDBC的抽象和對(duì)Hibernate的集成，都采用了一種理念或者處理方式，那就是模板方法模式與相應(yīng)的Callback接口相結(jié)合。

采用模板方法模式是為了以一種統(tǒng)一而集中的方式來(lái)處理資源的獲取和釋放，以JdbcTempalte為例:

public?abstract?class?JdbcTemplate?{
?????public?final?Object?execute（String?sql）{
????????Connection?con=null;
????????Statement?stmt=null;
????????try{
????????????con=getConnection（）;
????????????stmt=con.createStatement（）;
????????????Object?retValue=executeWithStatement（stmt,sql）;
????????????return?retValue;
????????}catch（SQLException?e）{
?????????????...
????????}finally{
????????????closeStatement（stmt）;
????????????releaseConnection（con）;
????????}
????}
????protected?abstract?Object?executeWithStatement（Statement???stmt,?String?sql）;
}

引入回調(diào)原因：

JdbcTemplate是抽象類(lèi)，不能夠獨(dú)立使用，我們每次進(jìn)行數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的時(shí)候都要給出一個(gè)相應(yīng)的子類(lèi)實(shí)現(xiàn),這樣肯定不方便，所以就引入了回調(diào)。

回調(diào)代碼

public?interface?StatementCallback{
????Object?doWithStatement（Statement?stmt）;
}

利用回調(diào)方法重寫(xiě)JdbcTemplate方法

public?class?JdbcTemplate?{
????public?final?Object?execute（StatementCallback?callback）{
????????Connection?con=null;
????????Statement?stmt=null;
????????try{
????????????con=getConnection（）;
????????????stmt=con.createStatement（）;
????????????Object?retValue=callback.doWithStatement（stmt）;
????????????return?retValue;
????????}catch（SQLException?e）{
????????????...
????????}finally{
????????????closeStatement（stmt）;
????????????releaseConnection（con）;
????????}
????}

????...//其它方法定義
}

Jdbc使用方法如下：

JdbcTemplate?jdbcTemplate=...;
????final?String?sql=...;
????StatementCallback?callback=new?StatementCallback(){
????public?Object=doWithStatement(Statement?stmt){
????????return?...;
????}
}
jdbcTemplate.execute(callback);

為什么JdbcTemplate沒(méi)有使用繼承？

因?yàn)檫@個(gè)類(lèi)的方法太多，但是我們還是想用到JdbcTemplate已有的穩(wěn)定的、公用的數(shù)據(jù)庫(kù)連接，那么我們?cè)趺崔k呢？

我們可以把變化的東西抽出來(lái)作為一個(gè)參數(shù)傳入JdbcTemplate的方法中。但是變化的東西是一段代碼，而且這段代碼會(huì)用到JdbcTemplate中的變量。怎么辦？

那我們就用回調(diào)對(duì)象吧。在這個(gè)回調(diào)對(duì)象中定義一個(gè)操縱JdbcTemplate中變量的方法，我們?nèi)?shí)現(xiàn)這個(gè)方法，就把變化的東西集中到這里了。然后我們?cè)賯魅脒@個(gè)回調(diào)對(duì)象到JdbcTemplate，從而完成了調(diào)用。

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