Spring中涉及的設(shè)計模式總結(jié)

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1.簡單工廠(非23種設(shè)計模式中的一種)

• 實現(xiàn)方式：BeanFactory。Spring中的BeanFactory就是簡單工廠模式的體現(xiàn)，根據(jù)傳入一個唯一的標識來獲得Bean對象，但是否是在傳入?yún)?shù)后創(chuàng)建還是傳入?yún)?shù)前創(chuàng)建這個要根據(jù)具體情況來定。

• 實質(zhì)：由一個工廠類根據(jù)傳入的參數(shù)，動態(tài)決定應(yīng)該創(chuàng)建哪一個產(chǎn)品類。

• 實現(xiàn)原理： 
  

• 各種的Aware接口，比如 BeanFactoryAware，對于實現(xiàn)了這些Aware接口的bean，在實例化bean時Spring會幫我們注入對應(yīng)的BeanFactory的實例。

• BeanPostProcessor接口，實現(xiàn)了BeanPostProcessor接口的bean，在實例化bean時Spring會幫我們調(diào)用接口中的方法。

• InitializingBean接口，實現(xiàn)了InitializingBean接口的bean，在實例化bean時Spring會幫我們調(diào)用接口中的方法。

• DisposableBean接口，實現(xiàn)了BeanPostProcessor接口的bean，在該bean死亡時Spring會幫我們調(diào)用接口中的方法。

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

• 然后通過BeanDefinitionRegistry將這些bean注冊到beanFactory中，保存在它的一個ConcurrentHashMap中。

• 將BeanDefinition注冊到了beanFactory之后，在這里Spring為我們提供了一個擴展的切口，允許我們通過實現(xiàn)接口BeanFactoryPostProcessor 在此處來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)庫的dataSource時使用到的占位符的值，就是它注入進去的。

• bean容器的啟動階段： 
  

• 容器中bean的實例化階段： 
  實例化階段主要是通過反射或者CGLIB對bean進行實例化，在這個階段Spring又給我們暴露了很多的擴展點： 
  

• 設(shè)計意義： 
  

• 松耦合?？梢詫⒃瓉碛簿幋a的依賴，通過Spring這個beanFactory這個工長來注入依賴，也就是說原來只有依賴方和被依賴方，現(xiàn)在我們引入了第三方——spring這個beanFactory，由它來解決bean之間的依賴問題，達到了松耦合的效果.

• bean的額外處理。通過Spring接口的暴露，在實例化bean的階段我們可以進行一些額外的處理，這些額外的處理只需要讓bean實現(xiàn)對應(yīng)的接口即可，那么spring就會在bean的生命周期調(diào)用我們實現(xiàn)的接口來處理該bean。[非常重要]

2.工廠方法

• 實現(xiàn)方式：FactoryBean接口。

• 實現(xiàn)原理： 
  實現(xiàn)了FactoryBean接口的bean是一類叫做factory的bean。其特點是，spring會在使用getBean()調(diào)用獲得該bean時，會自動調(diào)用該bean的getObject()方法，所以返回的不是factory這個bean，而是這個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 
  

• 說明： 
  我們看上面該bean，因為實現(xiàn)了FactoryBean接口，所以返回的不是 SqlSessionFactoryBean 的實例，而是她的 SqlSessionFactoryBean.getObject() 的返回值。

3.單例模式

• Spring依賴注入Bean實例默認是單例的。

• Spring的依賴注入（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進行bean的創(chuàng)建。

• 分析getSingleton()方法

public Object getSingleton(String beanName){
    //參數(shù)true設(shè)置標識允許早期依賴
    return getSingleton(beanName,true);
}
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
    //檢查緩存中是否存在實例
    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) {  
                //當某些方法需要提前初始化的時候則會調(diào)用addSingleFactory 方法將對應(yīng)的ObjectFactory初始化策略存儲在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()過程圖 
  ps：spring依賴注入時，使用了 雙重判斷加鎖 的單例模式 
  

• 總結(jié)

• 單例模式定義：保證一個類僅有一個實例，并提供一個訪問它的全局訪問點。

• spring對單例的實現(xiàn)：spring中的單例模式完成了后半句話，即提供了全局的訪問點BeanFactory。但沒有從構(gòu)造器級別去控制單例，這是因為spring管理的是任意的java對象。

• 
  

4. 適配器模式

• 實現(xiàn)方式：SpringMVC中的適配器HandlerAdatper。

• 實現(xiàn)原理：HandlerAdatper根據(jù)Handler規(guī)則執(zhí)行不同的Handler。

• 實現(xiàn)過程： 
  DispatcherServlet根據(jù)HandlerMapping返回的handler，向HandlerAdatper發(fā)起請求，處理Handler。HandlerAdapter根據(jù)規(guī)則找到對應(yīng)的Handler并讓其執(zhí)行，執(zhí)行完畢后Handler會向HandlerAdapter返回一個ModelAndView，最后由HandlerAdapter向DispatchServelet返回一個ModelAndView。

• 實現(xiàn)意義： 
  HandlerAdatper使得Handler的擴展變得容易，只需要增加一個新的Handler和一個對應(yīng)的HandlerAdapter即可。因此Spring定義了一個適配接口，使得每一種Controller有一種對應(yīng)的適配器實現(xiàn)類，讓適配器代替controller執(zhí)行相應(yīng)的方法。這樣在擴展Controller時，只需要增加一個適配器類就完成了SpringMVC的擴展了。

5.裝飾器模式

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

• 實質(zhì)： 
  

• 動態(tài)地給一個對象添加一些額外的職責。

• 就增加功能來說，Decorator模式相比生成子類更為靈活。

6.代理模式

• 實現(xiàn)方式：AOP底層，就是動態(tài)代理模式的實現(xiàn)。 
  

• 動態(tài)代理：在內(nèi)存中構(gòu)建的，不需要手動編寫代理類

• 靜態(tài)代理：需要手工編寫代理類，代理類引用被代理對象。

• 實現(xiàn)原理： 
  切面在應(yīng)用運行的時刻被織入。一般情況下，在織入切面時，AOP容器會為目標對象創(chuàng)建動態(tài)的創(chuàng)建一個代理對象。SpringAOP就是以這種方式織入切面的。 
  織入：把切面應(yīng)用到目標對象并創(chuàng)建新的代理對象的過程。

7.觀察者模式

• 實現(xiàn)方式：spring的事件驅(qū)動模型使用的是 觀察者模式 ，Spring中Observer模式常用的地方是listener的實現(xiàn)。

• 具體實現(xiàn)： 
  事件機制的實現(xiàn)需要三個部分,事件源,事件,事件監(jiān)聽器

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

• 該類的實現(xiàn)類ApplicationContextEvent表示ApplicaitonContext的容器事件.

• 代碼：

• ApplicationEvent抽象類[事件]

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)聽器]

• 繼承自jdk的EventListener,所有的監(jiān)聽器都要實現(xiàn)這個接口。

• 這個接口只有一個onApplicationEvent()方法,該方法接受一個ApplicationEvent或其子類對象作為參數(shù),在方法體中,可以通過不同對Event類的判斷來進行相應(yīng)的處理。

• 當事件觸發(fā)時所有的監(jiān)聽器都會收到消息。

• 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,翻譯過來是”應(yīng)用上下文”。

• 實現(xiàn)了ApplicationEventPublisher接口。

• 職責：負責讀取bean的配置文檔,管理bean的加載,維護bean之間的依賴關(guān)系,可以說是負責bean的整個生命周期,再通俗一點就是我們平時所說的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[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

• 實現(xiàn)方式：Spring框架的資源訪問Resource接口 。該接口提供了更強的資源訪問能力，Spring 框架本身大量使用了 Resource 接口來訪問底層資源。

• Resource 接口介紹 
  

• UrlResource：訪問網(wǎng)絡(luò)資源的實現(xiàn)類。

• ClassPathResource：訪問類加載路徑里資源的實現(xiàn)類。

• FileSystemResource：訪問文件系統(tǒng)里資源的實現(xiàn)類。

• ServletContextResource：訪問相對于 ServletContext 路徑里的資源的實現(xiàn)類.

• InputStreamResource：訪問輸入流資源的實現(xiàn)類。

• ByteArrayResource：訪問字節(jié)數(shù)組資源的實現(xiàn)類。 
  這些 Resource 實現(xiàn)類，針對不同的的底層資源，提供了相應(yīng)的資源訪問邏輯，并提供便捷的包裝，以利于客戶端程序的資源訪問。

• getInputStream()：定位并打開資源，返回資源對應(yīng)的輸入流。每次調(diào)用都返回新的輸入流。調(diào)用者必須負責關(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，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時輸出該信息，通常是全限定文件名或?qū)嶋H URL。

• getFile：返回資源對應(yīng)的 File 對象。

• getURL：返回資源對應(yīng)的 URL 對象。 
  最后兩個方法通常無須使用，僅在通過簡單方式訪問無法實現(xiàn)時，Resource 提供傳統(tǒng)的資源訪問的功能。

• source 接口是具體資源訪問策略的抽象，也是所有資源訪問類所實現(xiàn)的接口。

• Resource 接口主要提供了如下幾個方法: 
  

• Resource 接口本身沒有提供訪問任何底層資源的實現(xiàn)邏輯，針對不同的底層資源，Spring 將會提供不同的 Resource 實現(xiàn)類，不同的實現(xiàn)類負責不同的資源訪問邏輯。

• Spring 為 Resource 接口提供了如下實現(xiàn)類： 
  

9.模版方法模式

• 經(jīng)典模板方法定義： 
  

• 共同的方法：所有子類都會用到的代碼

• 不同的方法：子類要覆蓋的方法，分為兩種： 
  

• 抽象方法：父類中的是抽象方法，子類必須覆蓋

• 鉤子方法：父類中是一個空方法，子類繼承了默認也是空的 
  注：為什么叫鉤子，子類可以通過這個鉤子（方法），控制父類，因為這個鉤子實際是父類的方法（空方法）！

• 父類定義了骨架（調(diào)用哪些方法及順序），某些特定方法由子類實現(xiàn)

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

• 所以父類模板方法中有兩類方法： 
  

• Spring模板方法模式實質(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現(xiàn)方式。Spring幾乎所有的外接擴展都采用這種模式。

• 具體實現(xiàn)： 
  JDBC的抽象和對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，不能夠獨立使用，我們每次進行數(shù)據(jù)訪問的時候都要給出一個相應(yīng)的子類實現(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沒有使用繼承？ 
  因為這個類的方法太多，但是我們還是想用到JdbcTemplate已有的穩(wěn)定的、公用的數(shù)據(jù)庫連接，那么我們怎么辦呢？我們可以把變化的東西抽出來作為一個參數(shù)傳入JdbcTemplate的方法中。但是變化的東西是一段代碼，而且這段代碼會用到JdbcTemplate中的變量。怎么辦？那我們就用回調(diào)對象吧。在這個回調(diào)對象中定義一個操縱JdbcTemplate中變量的方法，我們?nèi)崿F(xiàn)這個方法，就把變化的東西集中到這里了。然后我們再傳入這個回調(diào)對象到JdbcTemplate，從而完成了調(diào)用。

  作者：iCoding91

來源：csdn.net/caoxiaohong1005/article/details/80039656