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GOF设计模式在 Spring 框架中的核心应用分析

article 2025/3/14 5:50:10

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一、设计模式应用

1. 创建型模式

1.1 工厂方法模式（Factory Method）

应用场景：Bean的创建与管理。
实现方式：
- BeanFactory：通过 getBean() 方法动态创建对象，根据配置或注解决定实例化哪个类。
- ApplicationContext：继承自 BeanFactory，提供更高级的工厂功能（如国际化、事件发布）。

示例：

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
MyService service = context.getBean(MyService.class);

1.2 单例模式（Singleton）

应用场景：默认Bean作用域，确保全局唯一实例。
实现方式：
- 通过 @Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON) 或 XML配置 <bean scope="singleton">。
- 与GOF单例的区别：Spring通过容器管理单例，而非类自身控制（如静态实例）。

示例：

@Bean
@Scope("singleton")
public DataSource dataSource() {
    return new HikariDataSource();
}

2. 结构型模式

2.1 代理模式（Proxy）

应用场景：AOP实现方法增强（日志、事务等）。
实现方式：
- JDK动态代理：基于接口代理（如 JdkDynamicAopProxy）。
- CGLib字节码生成：基于类继承代理（无接口时使用）。

示例：

@Aspect
public class LogAspect {
    @Before("execution(* com.xiaolingting.service.*.*(..))")
    public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("Method called: " + joinPoint.getSignature());
    }
}

2.2 适配器模式（Adapter）

应用场景：将不同类型的Advice（如 MethodBeforeAdvice）适配为统一的 MethodInterceptor。
实现方式：
- AdvisorAdapter：将 Advice 适配为拦截器链中的 MethodInterceptor。

示例：

public class MethodBeforeAdviceAdapter implements AdvisorAdapter {
    public boolean supportsAdvice(Advice advice) {
        return advice instanceof MethodBeforeAdvice;
    }
    public MethodInterceptor getInterceptor(Advisor advisor) {
        return new MethodBeforeAdviceInterceptor((MethodBeforeAdvice) advisor.getAdvice());
    }
}

2.3 装饰器模式（Decorator）

应用场景：动态增强对象功能（如Session管理、请求包装）。
实现方式：
- BeanWrapper：包装Bean实例，提供属性访问和类型转换。
- SessionRepositoryRequestWrapper：增强HttpServletRequest的功能（同步分布式Session）。

示例：

public class EnhancedRequest extends HttpServletRequestWrapper {
    public EnhancedRequest(HttpServletRequest request) {
        super(request);
    }
    @Override
    public String getParameter(String name) {
        // 对参数进行额外处理
        return super.getParameter(name).toUpperCase();
    }
}

3. 行为型模式

3.1 模板方法模式（Template Method）

应用场景：封装算法骨架（如数据库操作、事务管理）。
实现方式：
- JdbcTemplate：定义 execute() 方法骨架，子类实现具体步骤（如连接获取、异常处理）。

示例：

public class UserDao extends JdbcDaoSupport {
    public List<User> findAll() {
        return getJdbcTemplate().query("SELECT * FROM users", (rs, rowNum) -> {
            User user = new User();
            user.setId(rs.getLong("id"));
            user.setName(rs.getString("name"));
            return user;
        });
    }
}

3.2 观察者模式（Observer）

应用场景：事件驱动机制（如应用启动事件、自定义业务事件）。
实现方式：
- ApplicationEvent 与 ApplicationListener：定义事件发布与监听。

示例：

// 自定义事件
public class OrderCreatedEvent extends ApplicationEvent {
    public OrderCreatedEvent(Order order) {
        super(order);
    }
}

// 事件监听
@Component
public class OrderEventListener implements ApplicationListener<OrderCreatedEvent> {
    @Override
    public void onApplicationEvent(OrderCreatedEvent event) {
        System.out.println("订单已创建：" + event.getSource());
    }
}

3.3 策略模式（Strategy）

应用场景：根据不同条件选择算法（如Bean实例化策略）。
实现方式：
- InstantiationStrategy：定义实例化Bean的不同策略（反射、CGLib等）。

示例：

public class CglibSubclassingInstantiationStrategy extends SimpleInstantiationStrategy {
    @Override
    public Object instantiate(RootBeanDefinition bd, String beanName, BeanFactory owner) {
        // 使用CGLib生成子类代理
        return Enhancer.create(bd.getBeanClass(), new BeanMethodInterceptor());
    }
}

3.4 责任链模式（Chain of Responsibility）

应用场景：AOP拦截器链、MVC请求处理链。
实现方式：
- MethodInterceptor 链：多个拦截器按顺序执行，每个拦截器决定是否传递到下一环节。

示例：

public class TransactionInterceptor implements MethodInterceptor {
    public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
        Connection conn = getConnection();
        try {
            conn.setAutoCommit(false);
            Object result = invocation.proceed(); // 传递到下一个拦截器
            conn.commit();
            return result;
        } catch (Exception e) {
            conn.rollback();
            throw e;
        }
    }
}

二、总结对比

设计模式	Spring中的实现	核心作用
工厂方法	`BeanFactory`, `ApplicationContext`	解耦对象创建与使用
单例	Bean作用域配置	资源复用与状态共享
代理	AOP动态代理	无侵入式功能增强
适配器	`AdvisorAdapter`	统一不同接口的调用方式
模板方法	`JdbcTemplate`	封装通用流程，扩展细节
观察者	`ApplicationEvent`/`Listener`	松耦合的事件驱动机制
策略	`InstantiationStrategy`	动态切换算法实现