Spring中使用到的设计模式及其源码分析

前言

众所周知，Spring框架是一个强大而灵活的开发框架。这不，上周的面试刚问到这些，没防住！！！因此下来总结一下。这篇文章主要介绍Spring中使用到的设计模式，自己做个面试复盘，同时希望能帮助到其他小伙伴儿们。

工厂模式

相信大家面试题都背过，Spring通过工厂模式来创建和管理Bean的实例。工厂模式主要定义了一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。在Spring中，BeanFactory和ApplicationContext接口是实现工厂模式的关键。

那么什么是BeanFactory和ApplicationContext呢？？？👇👇👇

BeanFactory是Spring中最底层的容器接口，它提供了基础的依赖注入功能。ApplicationContext扩展了BeanFactory，并添加了更多高级功能，比如国际化、事件传播、资源加载等（这个也是面试重点！！！）。

我们以ApplicationContext为例，它提供了getBean(String name)方法来获取Bean实例。当调用这个方法的时候，ApplicationContext会根据配置信息创建或获取Bean实例。

	ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("springDemo.xml");  

	MyBean myBean = context.getBean("myBean", MyBean.class);

AbstractApplicationContext的getBean方法通过调用getBeanFactory().getBean()来实际获取Bean实例。而BeanFactory的实现类（比如DefaultListableBeanFactory）负责根据Bean的定义和依赖关系来创建和管理Bean实例。

单例模式

Spring中的Bean默认都是单例的，因此在整个Spring IoC容器中，每个Bean只会有一个实例。这是通过Bean的scope属性来进行控制的，当scope为singleton时，就表示使用单例模式。

翻阅了Spring的源码发现：👇👇👇

Spring通过DefaultSingletonBeanRegistry类中的singletonObjects（类型为ConcurrentHashMap）来管理单例Bean的实例。当请求一个Bean时，Spring会首先检查这个Map中是否已存在该Bean的实例，如果存在则直接返回，否则创建新的实例并添加到Map中。

	private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);  
	public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {  
	    Assert.notNull(beanName, "Bean name must not be null");  
	    synchronized (this.singletonObjects) {  
	        Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);  
	        if (singletonObject == null) {  
	            // 创建新的Bean实例
	            singletonObject = singletonFactory.getObject();  
	            // 添加到单例注册表中
	            this.singletonObjects.put(beanName, singletonObject);  
	        }  
	        return singletonObject;  
	    }  
	}

代理模式

这道题相信大家都会，面试经常被问到哈哈。Spring的AOP功能中使用了代理模式。AOP通过在目标方法执行前后添加额外的行为（比如日志、事务管理这些），而这些额外的行为是通过代理对象来实现的。Spring提供了两种代理方式：JDK动态代理和CGLIB代理。

Spring的AOP实现主要在DefaultAopProxyFactory类中。这个类负责根据配置决定使用哪种代理方式，并创建代理对象。

	if (isProxyTargetClass()) {  
	    // 使用CGLIB代理  
	    return createCglibProxy(beanClassLoader, beanFactory, beanClass, beanName, targetSource, interceptedMethods, proxyTargetClass);  
	} else {  
	    // 使用JDK动态代理  
	    return createJdkDynamicProxy(beanClassLoader, beanFactory, beanClass, interfaces, interceptedMethods, proxyTargetClass);  
	}

在createJdkDynamicProxy这个方法中，Spring通过Proxy.newProxyInstance方法创建一个实现了目标对象接口的代理对象，并将所有调用转发到目标对象，同时还可以在调用前后插入额外的行为。

模板方法模式

谈论到模板方法模式，相信大家都较为熟悉。比如在前面提过的AQS中也有模板方法模式的影子。

在Spring的JdbcTemplate、HibernateTemplate这些类中，都使用了模板方法模式。这些类定义了一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中实现。

以JdbcTemplate为例，它定义了如query、update等方法，这些方法包含了数据库操作的通用流程（打开连接、执行SQL、处理结果集、关闭连接等），而具体的SQL语句和参数则由调用者提供。

观察者模式

Spring的事件驱动模型使用了观察者模式。当某个事件发生时，所有注册为该事件监听器的对象都会收到通知，并且根据需要作出响应。

Spring的ApplicationEvent和ApplicationListener接口是实现观察者模式的关键。ApplicationEvent是事件对象，包含了事件的信息；ApplicationListener是监听器接口，定义了处理事件的方法。

public class CustomEvent extends ApplicationEvent {  
    private final String message;  
    public CustomEvent(Object source, String message) {  
        super(source);  
        this.message = message;  
    }  
  
    public String getMessage() {  
        return message;  
    }  
}  
  
// 实现监听器  
@Component  
public class CustomEventListener implements ApplicationListener<CustomEvent> {  
    @Override  
    public void onApplicationEvent(CustomEvent event) {  
        // 处理事件  
        System.out.println("Received custom event - " + event.getMessage());  
    }  
}

在Spring的AbstractApplicationContext中，通过ApplicationEventMulticaster来管理事件的发布和监听。当事件被发布时，ApplicationEventMulticaster会通知所有注册的监听器。

策略模式

策略模式在Spring中主要用于定义一系列的算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以互相替换。相信大家看过Spring中bean的生命周期这道面试题。Spring的BeanFactoryPostProcessor和BeanPostProcessor这些接口可以被视为策略模式的应用，因为它们允许开发者在Bean的创建和初始化过程中插入自定义的逻辑。

BeanFactoryPostProcessor允许在BeanFactory标准初始化之后，修改BeanFactory的内容。这个时候我们可以实现这个接口来定义自己的策略，然后在Spring的配置文件中注册这个Bean。

Spring还有一些其他的设计模式，看到这里面试以及能防得住了，后续再介绍其他的设计模式。

本篇文章到这里就结束了，感谢各位小伙伴们的支持！