Spring中用到了哪些设计模式?

谈谈Spring中都用到了哪些设计模式?JDK中用到了那些设计模式?Spring中用到了那些设计模式?这两个问题,在面试中比较常见。我在网上搜索了一下关于Spring中设计模式的讲解几乎都是千篇一律,而且大部分都年代久远。所以,花了几天时间自己总结了一下,由于我的个人能力有限,文中如有任何错误各位都可以指出。另外,文章篇幅有限,对于设计模式以及一些源码的解读我只是一笔带过,这篇文章的主要目的是回顾...

谈谈Spring中都用到了哪些设计模式?

JDK 中用到了那些设计模式?Spring 中用到了那些设计模式?这两个问题,在面试中比较常见。我在网上搜索了一下关于 Spring 中设计模式的讲解几乎都是千篇一律,而且大部分都年代久远。所以,花了几天时间自己总结了一下,由于我的个人能力有限,文中如有任何错误各位都可以指出。另外,文章篇幅有限,对于设计模式以及一些源码的解读我只是一笔带过,这篇文章的主要目的是回顾一下 Spring 中的常见的设计模式。

Design Patterns(设计模式) 表示面向对象软件开发中最好的计算机编程实践。 Spring 框架中广泛使用了不同类型的设计模式,下面我们来看看到底有哪些设计模式?

控制反转(IOC)和依赖注入(DI)

IoC(Inversion of Control,控制翻转) 是Spring 中一个非常非常重要的概念,它不是什么技术,而是一种解耦的设计思想。它的主要目的是借助于“第三方”(即Spring 中的 IOC 容器) 实现具有依赖关系的对象之间的解耦(IOC容易管理对象,你只管使用即可),从而降低代码之间的耦合度。IOC 是一个原则,而不是一个模式,以下模式(但不限于)实现了IoC原则。

​ ioc-patterns

Spring IOC容器就像是一个工厂一样,当我们需要创建一个对象的时候,只需要配置好配置文件/注解即可,完全不用考虑对象是如何被创建出来的。IOC 容器负责创建对象,将对象连接在一起,配置这些对象,并从创建中处理这些对象的整个生命周期,直到它们被完全销毁。

在实际项目中一个 Service 类如果有几百甚至上千个类作为它的底层,我们需要实例化这个 Service,你可能要每次都要搞清这个 Service 所有底层类的构造函数,这可能会把人逼疯。如果利用 IOC 的话,你只需要配置好,然后在需要的地方引用就行了,这大大增加了项目的可维护性且降低了开发难度。关于Spring IOC 的理解,推荐看这一下知乎的一个回答:

,非常不错。

控制翻转怎么理解呢? 举个例子:“对象a 依赖了对象 b,当对象 a 需要使用 对象 b的时候必须自己去创建。但是当系统引入了 IOC 容器后, 对象a 和对象 b 之前就失去了直接的联系。这个时候,当对象 a 需要使用 对象 b的时候, 我们可以指定 IOC 容器去创建一个对象b注入到对象 a 中“。 对象 a 获得依赖对象 b 的过程,由主动行为变为了被动行为,控制权反转了,这就是控制反转名字的由来。

DI(Dependency Inject,依赖注入),是实现控制反转的一种设计模式,依赖注入就是将实例变量传入到一个对象中去。

工厂设计模式

Spring使用工厂模式可以通过 BeanFactoryApplicationContext 创建 bean 对象。

两者对比:

  • BeanFactory :延迟注入(使用到某个 bean 的时候才会注入),相比于BeanFactory来说会占用更少的内存,程序启动速度更快。
  • ApplicationContext :容器启动的时候,不管你用没用到,一次性创建所有 bean 。BeanFactory 仅提供了最基本的依赖注入支持,ApplicationContext 扩展了 BeanFactory ,除了有BeanFactory的功能之外还有额外更多功能,所以一般开发人员使用ApplicationContext会更多。

ApplicationContext的三个实现类:

  1. ClassPathXmlApplication:把上下文文件当成类路径资源。
  2. FileSystemXmlApplication:从文件系统中的 XML 文件载入上下文定义信息。
  3. XmlWebApplicationContext:从Web系统中的XML文件载入上下文定义信息。

Example:

import org.springframework.context.ApplicationContext;import org.springframework.context.support.FileSystemXmlApplicationContext;public class App { public static void main(String[] args) {  ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext( “C:/work/IOC Containers/springframework.applicationcontext/src/main/resources/bean-factory-config.xml“);  HelloApplicationContext obj = (HelloApplicationContext) context.getBean(“helloApplicationContext“);  obj.getMsg(); }}

单例设计模式

在我们的系统中,有一些对象其实我们只需要一个,比如说:线程池、缓存、对话框、注册表、日志对象、充当打印机、显卡等设备驱动程序的对象。事实上,这一类对象只能有一个实例,如果制造出多个实例就可能会导致一些问题的产生,比如:程序的行为异常、资源使用过量、或者不一致性的结果。

使用单例模式的好处:

  • 对于频繁使用的对象,可以省略创建对象所花费的时间,这对于那些重量级对象而言,是非常可观的一笔系统开销;
  • 由于new操作的次数减少,因而对系统内存的使用频率也会降低,这将减轻GC压力,缩短GC停顿时间。

Spring中bean的默认作用域就是singleton(单例)的,除了singleton作用域,Spring中bean还有下面几种作用域:

  • prototype : 每次请求都会创建一个新的 bean 实例。
  • request : 每一次HTTP请求都会产生一个新的bean,该bean仅在当前HTTP request内有效。
  • session : 每一次HTTP请求都会产生一个新的 bean,该bean仅在当前 HTTP session 内有效。
  • global-session: 全局session作用域,仅仅在基于portlet的web应用中才有意义,Spring5已经没有了。Portlet是能够生成语义代码(例如:HTML)片段的小型Java Web插件。它们基于portlet容器,可以像servlet一样处理HTTP请求。但是,与 servlet 不同,每个 portlet 都有不同的会话

Spring实现单例的方式:

  • xml:<bean id=“userService“ class=“top.snailclimb.UserService“ scope=“singleton“/>
  • 注解:@Scope(value = “singleton“)

Spring通过ConcurrentHashMap实现单例注册表的特殊方式实现单例模式。Spring实现单例的核心代码如下:

// 通过 ConcurrentHashMap(线程安全) 实现单例注册表private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(64);public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {  Assert.notNull(beanName, “'beanName' must not be null“);  synchronized (this.singletonObjects) {// 检查缓存中是否存在实例  Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);if (singletonObject == null) { //...省略了很多代码 try {  singletonObject = singletonFactory.getObject(); } //...省略了很多代码 // 如果实例对象在不存在,我们注册到单例注册表中。 addSingleton(beanName, singletonObject);}return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);  } } //将对象添加到单例注册表 protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) {synchronized (this.singletonObjects) { this.singletonObjects.put(beanName, (singletonObject != null ? singletonObject : NULL_OBJECT));}  }}

代理设计模式

AOP(Aspect-Oriented Programming:面向切面编程)能够将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑或责任(例如事务处理、日志管理、权限控制等)封装起来,便于减少系统的重复代码,降低模块间的耦合度,并有利于未来的可拓展性和可维护性。

Spring AOP就是基于动态代理的,如果要代理的对象实现了某个接口,那么Spring AOP会使用JDK Proxy,去创建代理对象,而对于没有实现接口的对象,Spring AOP会使用Cglib,这时候Spring AOP会使用Cglib生成一个被代理对象的子类来作为代理,如下图所示:

当然你也可以使用AspectJ,Spring AOP以及集成了AspectJ,AspectJ应该算得上是Java生态系统中最完整的AOP框架了。

使用AOP之后我们可以把一些通用的功能抽象出来,在在需要用到的地方直接使用即可,这样大大简化了代码量。我们需要增加新功能时也方便,这样也提高了系统扩展性。日志功能、事务管理等等场景都用到了 AOP 。

Spring AOP 和 AspectJ AOP 有什么区别?

Spring AOP 属于运行时增强,而 AspectJ 是编译时增强。 Spring AOP 基于代理(Proxying),而 AspectJ 基于字节码操作(Bytecode Manipulation)

Spring AOP 已经集成了 AspectJ ,AspectJ 应该算的上是 Java 生态系统中最完整的 AOP 框架了。AspectJ 相比于 Spring AOP 功能更加强大,但是 Spring AOP 相对来说更简单,功能更弱。

如果我们的切面比较少,那么两者性能差异不大。但是,当切面太多的话,最好选择 AspectJ ,它比Spring AOP 快很多。

模板方法

模板方法模式是一种行为设计模式,它定义一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。 模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤的实现方式。

public abstract class Template { //这是我们的模板方法 public final void TemplateMethod(){  PrimitiveOperation1();    PrimitiveOperation2();  PrimitiveOperation3(); } protected void  PrimitiveOperation1(){  //当前类实现 } //被子类实现的方法 protected abstract void PrimitiveOperation2(); protected abstract void PrimitiveOperation3();}public class TemplateImpl extends Template { @Override public void PrimitiveOperation2() {  //当前类实现 } @Override public void PrimitiveOperation3() {  //当前类实现 }}

Spring 中 jdbcTemplatehibernateTemplate以 Template 结尾的对数据库操作的类,它们就使用到了模板模式。一般情况下,我们都是使用继承的方式来实现模板模式,但是 Spring 并没有使用这种方式,而是使用Callback 模式与模板方法模式配合,既达到了代码复用的效果,同时增加了灵活性。

观察者模式

观察者模式是一种对象行为型模式。它表示的是一种对象与对象之间具有依赖关系,当一个对象发生改变的时候,这个对象所依赖的对象也会做出反应。Spring 事件驱动模型就是观察者模式很经典的一个应用。Spring 事件驱动模型非常有用,在很多场景都可以解耦我们的代码。比如我们每次添加商品的时候都需要重新更新商品索引,这个时候就可以利用观察者模式来解决这个问题。

观察者模式是一种对象行为型模式。它表示的是一种对象与对象之间具有依赖关系,当一个对象发生改变的时候,这个对象所依赖的对象也会做出反应。Spring 事件驱动模型就是观察者模式很经典的一个应用。Spring 事件驱动模型非常有用,在很多场景都可以解耦我们的代码。比如我们每次添加商品的时候都需要重新更新商品索引,这个时候就可以利用观察者模式来解决这个问题。

Spring 事件驱动模型中的三种角色

事件角色

ApplicationEvent (org.springframework.context包下)充当事件的角色,这是一个抽象类,它继承了java.util.EventObject并实现了 java.io.Serializable接口。

Spring 中默认存在以下事件,他们都是对 ApplicationCo

源文地址:https://www.guoxiongfei.cn/cntech/18356.html