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阿里P7讲解如何在Spring中使用的设计模式

2019-03-06  本文已影响7人  Java高级架构狮

一、单例模式

单例模式应该是大家印象最深的一种设计模式了。在Spring中最明显的使用场景是在配置文件中配置注册bean对象的时候设置scope的值为singleton。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans 
 http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <bean class="com.dpb.pojo.User" id="user" scope="singleton">
        <property name="name" value="波波烤鸭"></property>
    </bean>
</beans>

源码实现：AbstractBeanFactory的getBean方法中

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
    Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
    if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
        synchronized (this.singletonObjects) {
            singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
            if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
                ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
                if (singletonFactory != null) {
                    singletonObject = singletonFactory.getObject();
                    this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
                    this.singletonFactories.remove(beanName);
                }
            }
        }
    }
    return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
}

双重判断加锁的实现！！！

二、原型模式

原型模式也叫克隆模式，Spring中该模式使用的很明显，和单例一样在bean标签中设置scope的属性为prototype即表示该bean以克隆的方式生成

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans 
 http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <bean class="com.dpb.pojo.User" id="user" scope="prototype">
        <property name="name" value="波波烤鸭"></property>
    </bean>
</beans>

三、模板模式

模板模式的核心是父类定义好流程，然后将流程中需要子类实现的方法就抽象话留给子类实现，Spring中的JdbcTemplate就是这样的实现。我们知道jdbc的步骤是固定的(

  1. 加载驱动,
  2. 获取连接通道,
  3. 构建sql语句.
  4. 执行sql语句,
  5. 关闭资源)，

在这些步骤中第3步和第四步是不确定的,所以就留给客户实现，而我们实际使用JdbcTemplate的时候也确实是只需要构建SQL就可以了.这就是典型的模板模式。我们以query方法为例来看下JdbcTemplate中的代码

// 在execute方法中定义好了jdbc操作的流程
// action.doInStatement(stmtToUse);是回调方法也就是钩子
@Override
public <T> T execute(StatementCallback<T> action) throws DataAccessException {
    Assert.notNull(action, "Callback object must not be null");

    Connection con = DataSourceUtils.getConnection(getDataSource());
    Statement stmt = null;
    try {
        Connection conToUse = con;
        if (this.nativeJdbcExtractor != null &&
                this.nativeJdbcExtractor.isNativeConnectionNecessaryForNativeStatements()) {
            conToUse = this.nativeJdbcExtractor.getNativeConnection(con);
        }
        stmt = conToUse.createStatement();
        applyStatementSettings(stmt);
        Statement stmtToUse = stmt;
        if (this.nativeJdbcExtractor != null) {
            stmtToUse = this.nativeJdbcExtractor.getNativeStatement(stmt);
        }
        T result = action.doInStatement(stmtToUse);
        handleWarnings(stmt);
        return result;
    }
    catch (SQLException ex) {
        // Release Connection early, to avoid potential connection pool deadlock
        // in the case when the exception translator hasn't been initialized yet.
        JdbcUtils.closeStatement(stmt);
        stmt = null;
        DataSourceUtils.releaseConnection(con, getDataSource());
        con = null;
        throw getExceptionTranslator().translate("StatementCallback", getSql(action), ex);
    }
    finally {
        JdbcUtils.closeStatement(stmt);
        DataSourceUtils.releaseConnection(con, getDataSource());
    }
}

query方法

@Override
public <T> T query(final String sql, final ResultSetExtractor<T> rse) throws DataAccessException {
    Assert.notNull(sql, "SQL must not be null");
    Assert.notNull(rse, "ResultSetExtractor must not be null");
    if (logger.isDebugEnabled()) {
        logger.debug("Executing SQL query [" + sql + "]");
    }
    // 实现模板中预留的功能
    class QueryStatementCallback implements StatementCallback<T>, SqlProvider {
        @Override
        public T doInStatement(Statement stmt) throws SQLException {
            ResultSet rs = null;
            try {
                // 此处具体执行查询操作
                rs = stmt.executeQuery(sql);
                ResultSet rsToUse = rs;
                if (nativeJdbcExtractor != null) {
                    rsToUse = nativeJdbcExtractor.getNativeResultSet(rs);
                }
                // 处理数据封装操作
                return rse.extractData(rsToUse);
            }
            finally {
                JdbcUtils.closeResultSet(rs);
            }
        }
        @Override
        public String getSql() {
            return sql;
        }
    }
    
    return execute(new QueryStatementCallback());
}

四、观察者模式

观察者模式定义的是对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。使用比较场景是在监听器中而spring中Observer模式常用的地方也是listener的实现。如ApplicationListener。 Spring中的事件监听请参考我的另一篇文章
Spring之事件监听(观察者模型)

五、工厂模式

简单工厂模式
简单工厂模式就是通过工厂根据传递进来的参数决定产生哪个对象。Spring中我们通过getBean方法获取对象的时候根据id或者name获取就是简单工厂模式了。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.3.xsd">
    
    <context:annotation-config/>
    <bean class="com.dpb.pojo.User" id="user"  >
        <property name="name" value="波波烤鸭"></property>
    </bean>
</beans>

工厂方法模式
在Spring中我们一般是将Bean的实例化直接交给容器去管理的，实现了使用和创建的分离，这时容器直接管理对象，还有种情况是，bean的创建过程我们交给一个工厂去实现，而Spring容器管理这个工厂。这个就是我们讲的工厂模式，在Spring中有两种实现一种是静态工厂方法模式，一种是动态工厂方法模式。以静态工厂来演示

/**
 * User 工厂类
 * @author dpb[波波烤鸭]
 *
 */
public class UserFactory {

    /**
     * 必须是static方法
     * @return
     */
    public static UserBean getInstance(){
        return new UserBean();
    }
}

application.xml文件中注册

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans 
    http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <!-- 静态工厂方式配置 配置静态工厂及方法 -->
    <bean class="com.dpb.factory.UserFactory" factory-method="getInstance" id="user2"/>
</beans>

六、适配器模式

将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以在一起工作。这就是适配器模式。在Spring中在AOP实现中的Advice和interceptor之间的转换就是通过适配器模式实现的。

class MethodBeforeAdviceAdapter implements AdvisorAdapter, Serializable {

    @Override
    public boolean supportsAdvice(Advice advice) {
        return (advice instanceof MethodBeforeAdvice);
    }

    @Override
    public MethodInterceptor getInterceptor(Advisor advisor) {
        MethodBeforeAdvice advice = (MethodBeforeAdvice) advisor.getAdvice();
        // 通知类型匹配对应的拦截器
        return new MethodBeforeAdviceInterceptor(advice);
    }
}

七、装饰者模式

装饰者模式又称为包装模式(Wrapper),作用是用来动态的为一个对象增加新的功能。装饰模式是一种用于代替继承的技术，无须通过继承增加子类就能扩展对象的新功能。使用对象的关联关系代替继承关系，更加灵活，同时避免类型体系的快速膨胀。
spring中用到的包装器模式在类名上有两种表现：一种是类名中含有Wrapper，另一种是类名中含有Decorator。基本上都是动态地给一个对象添加一些额外的职责。
具体的使用在Spring session框架中的SessionRepositoryRequestWrapper使用包装模式对原生的request的功能进行增强，可以将session中的数据和分布式数据库进行同步，这样即使当前tomcat崩溃，session中的数据也不会丢失。

查看需要的maven依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.session</groupId>
    <artifactId>spring-session</artifactId>
    <version>1.3.1.RELEASE</version>
</dependency>

八、代理模式

代理模式应该是大家非常熟悉的设计模式了，在Spring中AOP的实现中代理模式使用的很彻底，如果不了解代理模式欢迎查看我之前的文章，链接在顶部。

九、策略模式

策略模式对应于解决某一个问题的一个算法族，允许用户从该算法族中任选一个算法解决某一问题，同时可以方便的更换算法或者增加新的算法。并且由客户端决定调用哪个算法，spring中在实例化对象的时候用到Strategy模式。

@Override
public Object instantiate(RootBeanDefinition bd, String beanName, BeanFactory owner) {
    // Don't override the class with CGLIB if no overrides.
    if (bd.getMethodOverrides().isEmpty()) {
        Constructor<?> constructorToUse;
        synchronized (bd.constructorArgumentLock) {
            constructorToUse = (Constructor<?>) bd.resolvedConstructorOrFactoryMethod;
            if (constructorToUse == null) {
                final Class<?> clazz = bd.getBeanClass();
                if (clazz.isInterface()) {
                    throw new BeanInstantiationException(clazz, "Specified class is an interface");
                }
                try {
                    if (System.getSecurityManager() != null) {
                        constructorToUse = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedExceptionAction<Constructor<?>>() {
                            @Override
                            public Constructor<?> run() throws Exception {
                                return clazz.getDeclaredConstructor((Class[]) null);
                            }
                        });
                    }
                    else {
                        constructorToUse =  clazz.getDeclaredConstructor((Class[]) null);
                    }
                    bd.resolvedConstructorOrFactoryMethod = constructorToUse;
                }
                catch (Throwable ex) {
                    throw new BeanInstantiationException(clazz, "No default constructor found", ex);
                }
            }
        }
        return BeanUtils.instantiateClass(constructorToUse);
    }
    else {
        // Must generate CGLIB subclass.
        return instantiateWithMethodInjection(bd, beanName, owner);
    }
}

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写在最后：

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