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代理模式

所謂代理，是指它與被代理對象實現(xiàn)了相同的接口，客戶端必須通過代理才能與被代理的目標(biāo)類進(jìn)行交互，而代理一般在交互的過程中(交互前后)，進(jìn)行某些特定的處理，比如在調(diào)用這個方法前做前置處理，調(diào)用這個方法后做后置處理。

代理又分為靜態(tài)代理和動態(tài)代理兩種方式，Spring的AOP采用的是動態(tài)代理的方式

Spring通過動態(tài)代理對類進(jìn)行方法級別的切面增強(qiáng)，動態(tài)生成目標(biāo)對象的代理類，并在代理類的方法中設(shè)置攔截器，通過執(zhí)行攔截器中的邏輯增強(qiáng)了代理方法的功能，從而實現(xiàn)AOP。

策略模式

我們前面講到，Spring AOP是通過動態(tài)代理來實現(xiàn)的。

具體到代碼實現(xiàn)，Spring支持兩種動態(tài)代理實現(xiàn)方式，一種是JDK提供的動態(tài)代理實現(xiàn)方式，另一種是Cglib提供的動態(tài)代理實現(xiàn)方式。

Spring會在運行時動態(tài)地選擇不同的動態(tài)代理實現(xiàn)方式。這個應(yīng)用場景實際上就是策略模式的典型應(yīng)用場景。

我們只需要定義一個策略接口，讓不同的策略類都實現(xiàn)這一個策略接口。對應(yīng)到Spring源碼，AopProxy是策略接口，JdkDynamicAopProxy、CglibAopProxy是兩個實現(xiàn)了AopProxy接口的策略類。

其中，AopProxy接口的定義如下所示：

在策略模式中，策略的創(chuàng)建一般通過工廠方法來實現(xiàn)。對應(yīng)到Spring源碼，AopProxyFactory是一個工廠類接口，DefaultAopProxyFactory是一個默認(rèn)的工廠類，用來創(chuàng)建AopProxy對象。

源碼如下所示：

策略模式的典型應(yīng)用場景，一般是通過環(huán)境變量、狀態(tài)值、計算結(jié)果等動態(tài)地決定使用哪個策略。

對應(yīng)到Spring源碼中，我們可以參看剛剛給出的DefaultAopProxyFactory類中的createAopProxy()函數(shù)的代碼實現(xiàn)。

其中，第10行代碼是動態(tài)選擇哪種策略的判斷條件。

裝飾器模式

我們知道，緩存一般都是配合數(shù)據(jù)庫來使用的。如果寫緩存成功，但數(shù)據(jù)庫事務(wù)回滾了，那緩存中就會有臟數(shù)據(jù)。

為了解決這個問題，我們需要將緩存的寫操作和數(shù)據(jù)庫的寫操作，放到同一個事務(wù)中，要么都成功，要么都失敗。

實現(xiàn)這樣一個功能，Spring使用到了裝飾器模式。

TransactionAwareCacheDecorator增加了對事務(wù)的支持，在事務(wù)提交、回滾的時候分別對Cache的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

TransactionAwareCacheDecorator實現(xiàn)Cache接口，并且將所有的操作都委托給targetCache來實現(xiàn)，對其中的寫操作添加了事務(wù)功能。這是典型的裝飾器模式的應(yīng)用場景和代碼實現(xiàn)。

單例模式

單例模式是指一個類在整個系統(tǒng)運行過程中，只允許產(chǎn)生一個實例

在Spring中，Bean可以被定義為兩種模式：Prototype(多例)和Singleton(單例)，Spring Bean默認(rèn)是單例模式。

那Spring是如何實現(xiàn)單例模式的呢?

答案是通過單例注冊表的方式，具體來說就是使用了HashMap。簡化代碼如下：

public class DefaultSingletonBeanRegistry { 
     
    //使用了線程安全容器ConcurrentHashMap，保存各種單實例對象 
    private final Map singletonObjects = new ConcurrentHashMap; 
 
    protected Object getSingleton(String beanName) { 
    //先到HashMap中拿Object 
    Object singletonObject = singletonObjects.get(beanName); 
     
    //如果沒拿到通過反射創(chuàng)建一個對象實例，并添加到HashMap中 
    if (singletonObject == null) { 
      singletonObjects.put(beanName, 
                           Class.forName(beanName).newInstance()); 
   } 
    
   //返回對象實例 
   return singletonObjects.get(beanName); 
  } 
} 

上面的代碼邏輯比較清晰，先到HashMap去拿單實例對象，沒拿到就創(chuàng)建一個添加到HashMap。

簡單工廠模式

有這樣一個場景：

當(dāng)A對象需要調(diào)用B對象的方法時，我們需要在A中new一個B的實例，它的缺點是一旦需求發(fā)生變化，比如需要使用C類來代替B時，就要改寫A類的方法。

假如應(yīng)用中有100個類以的方式耦合了B，那改起來就費勁了。

使用簡單工廠模式：

簡單工廠模式又叫靜態(tài)工廠方法，其實質(zhì)是由一個工廠類根據(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。

其中Spring中的BeanFactory就是簡單工廠模式的體現(xiàn)，BeanFactory是Spring IOC容器中的一個核心接口，它的定義如下：

我們可以通過它的具體實現(xiàn)類(比如ClassPathXmlApplicationContext)來獲取Bean：

BeanFactory bf = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml"); 
FlyFish flyFishBean = (FlyFish) bf.getBean("flyfishBean"); 

從上面代碼可以看到，使用者不需要自己來new對象，而是通過工廠類的方法getBean來獲取對象實例，這是典型的簡單工廠模式，只不過Spring是用反射機(jī)制來創(chuàng)建Bean的。

工廠方法模式

在簡單工廠中，由工廠類進(jìn)行所有的邏輯判斷、實例創(chuàng)建;如果不想在工廠類中進(jìn)行判斷，可以為不同的產(chǎn)品提供不同的工廠，不同的工廠生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，每一個工廠都只對應(yīng)一個相應(yīng)的對象，這就是工廠方法模式。

Spring中的FactoryBean就是這種思想的體現(xiàn)，F(xiàn)actoryBean可以理解為工廠Bean，先來看看它的定義：

我們定義一個類FlyFishFactoryBean來實現(xiàn)FactoryBean接口，主要是在getObject方法里new一個FlyFish對象。這樣我們通過getBean(id) 獲得的是該工廠所產(chǎn)生的FlyFish的實例，而不是FlyFishFactoryBean本身的實例，像下面這樣：

BeanFactory bf = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml"); 
FlyFish flyFishBean = (FlyFish) bf.getBean("flyfishBean"); 

觀察者模式

Spring中實現(xiàn)的觀察者模式包含三部分：Event事件(相當(dāng)于消息)、Listener監(jiān)聽者(相當(dāng)于觀察者)、Publisher發(fā)送者(相當(dāng)于被觀察者)

我們通過一個例子來看下Spring提供的觀察者模式是怎么使用的

// Event事件 
public class DemoEvent extends ApplicationEvent { 
  private String message; 
 
  public DemoEvent(Object source, String message) { 
    super(source); 
  } 
 
  public String getMessage() { 
    return this.message; 
  } 
} 
 
// Listener監(jiān)聽者 
@Component 
public class DemoListener implements ApplicationListener { 
  @Override 
  public void onApplicationEvent(DemoEvent demoEvent) { 
    String message = demoEvent.getMessage(); 
    System.out.println(message); 
  } 
} 
 
// Publisher發(fā)送者 
@Component 
public class DemoPublisher { 
  @Autowired 
  private ApplicationContext applicationContext; 
 
  public void publishEvent(DemoEvent demoEvent) { 
    this.applicationContext.publishEvent(demoEvent); 
  } 
} 

從代碼中，我們可以看出，主要包含三部分工作：

• 定義一個繼承ApplicationEvent的事件(DemoEvent);
• 定義一個實現(xiàn)了ApplicationListener的監(jiān)聽器(DemoListener);
• 定義一個發(fā)送者(DemoPublisher)，發(fā)送者調(diào)用ApplicationContext來發(fā)送事件消息。

在Spring的實現(xiàn)中，觀察者注冊到了哪里呢?又是如何注冊的呢?

Spring把觀察者注冊到了ApplicationContext對象中。

實際上，具體到源碼來說，ApplicationContext只是一個接口，具體的代碼實現(xiàn)包含在它的實現(xiàn)類AbstractApplicationContext中。我把跟觀察者模式相關(guān)的代碼，如下。你只需要關(guān)注它是如何發(fā)送事件和注冊監(jiān)聽者就好。

從上面的代碼中，我們發(fā)現(xiàn)，真正的消息發(fā)送，實際上是通過ApplicationEventMulticaster這個類來完成的。

下面這個類的源碼我只摘抄了最關(guān)鍵的一部分，也就是multicastEvent()這個消息發(fā)送函數(shù)，它通過線程池，支持異步非阻塞、同步阻塞這兩種類型的觀察者模式。

借助Spring提供的觀察者模式的骨架代碼，如果我們要在Spring下實現(xiàn)某個事件的發(fā)送和監(jiān)聽，只需要做很少的工作，定義事件、定義監(jiān)聽器、往ApplicationContext中發(fā)送事件就可以了，剩下的工作都由Spring框架來完成。

實際上，這也體現(xiàn)了Spring框架的擴(kuò)展性，也就是在不需要修改任何代碼的情況下，擴(kuò)展新的事件和監(jiān)聽。

模板模式

我們經(jīng)常在面試中被問到的一個問題：

請你說下Spring Bean的創(chuàng)建過程包含哪些主要的步驟。

這其中就涉及模板模式。它也體現(xiàn)了Spring的擴(kuò)展性。利用模板模式，Spring能讓用戶定制Bean的創(chuàng)建過程。

下面是Spring Bean的整個生命周期，一張圖，清晰明了：

如果你仔細(xì)看過源碼會發(fā)現(xiàn)，實際上，這里的模板模式的實現(xiàn)，并不是標(biāo)準(zhǔn)的抽象類的實現(xiàn)方式，而是有點類似Callback回調(diào)的實現(xiàn)方式，也就是將要執(zhí)行的函數(shù)封裝成對象(比如，初始化方法封裝成InitializingBean對象)，傳遞給模板(BeanFactory)來執(zhí)行。

觀察者模式和模板模式，這兩種模式能夠幫助我們創(chuàng)建擴(kuò)展點，讓框架的使用者在不修改源碼的情況下，基于擴(kuò)展點定制化框架功能。

適配器模式

在Spring MVC中，定義一個Controller最常用的方式是，通過@Controller注解來標(biāo)記某個類是Controller類，通過@RequesMapping注解來標(biāo)記函數(shù)對應(yīng)的URL

不過，我們還可以通過讓類實現(xiàn)Controller接口或者Servlet接口，來定義一個Controller。

針對這三種定義方式，我寫了三段示例代碼，如下所示：

// 方法一：通過@Controller、@RequestMapping來定義 
@Controller 
public class DemoController { 
    @RequestMapping("/FlyFish") 
    public ModelAndView getEmployeeName() { 
        ModelAndView model = new ModelAndView("FlyFish");         
        model.addObject("message", "FlyFish");        
        return model;  
    }   
} 
 
// 方法二：實現(xiàn)Controller接口 + xml配置文件:配置DemoController與URL的對應(yīng)關(guān)系 
public class DemoController implements Controller { 
    @Override 
    public ModelAndView handleRequest(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws Exception { 
        ModelAndView model = new ModelAndView("FlyFish"); 
        model.addObject("message", "FlyFish"); 
        return model; 
    } 
} 
 
// 方法三：實現(xiàn)Servlet接口 + xml配置文件:配置DemoController類與URL的對應(yīng)關(guān)系 
public class DemoServlet extends HttpServlet { 
  @Override 
  protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { 
    this.doPost(req, resp); 
  } 
   
  @Override 
  protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { 
    resp.getWriter().write("Hello World."); 
  } 
} 

在應(yīng)用啟動的時候，Spring容器會加載這些Controller類，并且解析出URL對應(yīng)的處理函數(shù)，封裝成Handler對象，存儲到HandlerMapping對象中。當(dāng)有請求到來的時候，DispatcherServlet從HanderMapping中，查找請求URL對應(yīng)的Handler，然后調(diào)用執(zhí)行Handler對應(yīng)的函數(shù)代碼，最后將執(zhí)行結(jié)果返回給客戶端。

但是，不同方式定義的Controller，其函數(shù)的定義(函數(shù)名、入?yún)ⅰ⒎祷刂档?是不統(tǒng)一的。

DispatcherServlet調(diào)用的是service()方法，DispatcherServlet需要根據(jù)不同類型的Controller，調(diào)用不同的函數(shù)。

Spring利用適配器模式，我們將不同方式定義的Controller類中的函數(shù)，適配為統(tǒng)一的函數(shù)定義。

我們再具體看下Spring的代碼實現(xiàn)。

Spring定義了統(tǒng)一的接口HandlerAdapter，并且對每種Controller定義了對應(yīng)的適配器類。

這些適配器類包括：AnnotationMethodHandlerAdapter、SimpleControllerHandlerAdapter、SimpleServletHandlerAdapter等。

在DispatcherServlet類中，我們就不需要區(qū)分對待不同的Controller對象了，統(tǒng)一調(diào)用HandlerAdapter的handle()函數(shù)就可以了