引言：設計模式是我們計畫中經常會涉及到的計畫進行重構、解構時的一種方法，像常見的單例模式、工廠模式、策略模式、裝飾器模式都是比較常用的，關於 23 種設計模式，大家可以找本書專門去翻看一下，在 Java 框架的源碼中也不例外，設計模式的使用實在是太多了，本文就來分析 Spring 中用到的設計模式。
題目
你了解的 Spring 都用到哪些設計模式？
推薦解析
工廠設計模式
優點
1） 封裝物件建立過程 ：工廠模式將物件的建立過程封裝在工廠類中，客戶端程式碼無需關心具體的建立細節，只需透過工廠類獲取所需物件的例項，從而簡化了物件的例項化過程。
2） 解耦合 ：客戶端程式碼與具體產品類解耦，減少了程式碼的依賴性，提高了程式碼的靈活性和可維護性。如果需要更換產品類，只需修改工廠類即可，而不必修改客戶端程式碼。
3） 復用性 ：由於物件的建立邏輯集中在工廠類中，可以在多個地方重復使用，避免了重復的建立程式碼，提高了程式碼的復用性。
4） 單一職責原則 ：工廠類專門負責物件的建立，遵循了單一職責原則，每個類都專註於自己的任務，程式碼結構清晰。
5） 更好的擴充套件性 ：如果需要添加新的產品類，只需擴充套件工廠類即可，符合開閉原則，系統擴充套件性較好。
缺點
1） 類數量增加 ：引入了工廠類之後，類的數量將會增加，增加了系統的抽象性和理解難度。
2） 增加了系統復雜度 ：雖然工廠模式能夠將物件的建立過程封裝起來，但也引入了額外的復雜度和間接性，不適合建立簡單的物件。
3） 不易於理解 ：對於初學者來說，理解工廠模式可能會增加一定的學習成本，需要理解工廠類、抽象產品類等概念。
使用場景
當一個類不知道它所需要的物件的類時（例如需要根據條件動態建立物件），可以使用工廠模式。
當一個類希望由它的子類別來指定所建立的物件時，可以使用工廠模式。
當類中的某些部份依賴於具體建立物件的時候，可以考慮使用工廠模式。
當系統需要動態地決定建立哪些類的物件時，可以使用工廠模式。
Spring 源碼
在 Spring 中，Bean 的建立通常透過工廠方法模式來實作。即透過一個工廠類（通常是實作了 FactoryBean 介面的類）來建立和管理 Bean 物件。
publicinterfaceFactoryBean<T> {
T getObject()throws Exception;
class<?> getObjectType();
booleanisSingleton();
}
在 Spring 中，Bean 的建立也可以透過抽象工廠模式來實作。Spring 提供了多種抽象工廠來管理不同型別的 Bean，例如 BeanFactory 和 ApplicationContext。
publicinterfaceBeanFactory{
Object getBean(String name)throws BeansException;
<T> T getBean(String name, class<T> requiredType)throws BeansException;
booleancontainsBean(String name);
...
}
單例設計模式
優點
1） 全域唯一例項 ：確保一個類只有一個例項存在，可以節省系統資源，避免頻繁建立和銷毀物件。
2） 全域存取點 ：提供一個全域的存取點來存取唯一例項，方便對例項進行統一的管理和操作。
3） 延遲例項化 ：可以延遲物件的例項化，只有在第一次存取時才會建立例項，提高了系統的效能和資源利用率。
4） 避免多次例項化 ：在多執行緒或分布式環境下，可以避免多次例項化相同的物件，確保物件的唯一性。
缺點
1） 可能引起資源浪費 ：如果單例物件過早地建立並長時間占用記憶體，可能會引起資源浪費，特別是在物件占用大量資源時。
2） 不適合動態環境 ：單例物件一旦建立之後，其狀態可能會一直保持，不適合需要頻繁改變狀態的場景。
3） 隱藏依賴關系 ：單例模式會隱藏類之間的依賴關系，增加了類之間的耦合度，使得程式碼難以理解和維護。
使用場景
資源共享 ：需要共享某個資源（如資料庫連線池、執行緒池等）的場景，可以使用單例模式確保全域唯一性，避免資源的多次建立和銷毀。
工具類 ：某些工具類只需要一個例項來提供全域的功能，例如日誌工具類、配置管理類等。
控制例項數目 ：某些類只需要一個例項來控制其例項數目，例如執行緒池、緩存管理器等。
全域狀態配置類 ：某些類需要保存全域的配置資訊，例如系統設定類、全域狀態類等。
Spring 源碼
在 Spring 源碼中，最常見的使用單例設計模式的場景就是在建立 Bean 例項時使用單例模式。Spring 容器預設情況下會將所有的 Bean 物件作為單例物件進行管理，這樣可以節省資源，提高效能。
public classDefaultSingletonBeanRegistryimplementsSingletonBeanRegistry{
privatefinal Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);
@Override
public Object getSingleton(String beanName){
returnthis.singletonObjects.get(beanName);
}
@Override
publicvoidregisterSingleton(String beanName, Object singletonObject){
synchronized (this.singletonObjects) {
Object oldObject = this.singletonObjects.get(beanName);
if (oldObject != null) {
thrownew IllegalStateException("Could not register object [" + singletonObject + "] under bean name '" + beanName +
"': there is already object [" + oldObject + "] bound");
}
this.singletonObjects.put(beanName, singletonObject);
}
}
// 其他方法...
}
下一期講解 Spring 的代理模式、樣版方法、觀察者模式，可以關註面試鴨公眾號後收到第一時間的推文。
其他補充
魚聰明 AI 的回答：
魚聰明 AI 地址：https://www.yucongming.com/
Spring 框架在設計和實作過程中廣泛運用了多種設計模式，以下是一些常用的設計模式在 Spring 中的套用：
單例模式（Singleton Pattern）：在 Spring 中，預設情況下 Bean 是單例的，即容器中只會建立一個例項。透過單例模式，Spring 確保了 Bean 在整個應用程式中只會建立一次，節省資源，提高效能。
工廠模式（Factory Pattern）：Spring 中的 BeanFactory 和 ApplicationContext 介面都是工廠模式的典型套用，用於建立和管理 Bean 例項。
代理模式（Proxy Pattern）：Spring AOP（面向切面編程）功能中使用了代理模式，透過代理物件來實作橫切關註點的切面功能。
觀察者模式（Observer Pattern）：Spring 事件機制基於觀察者模式，透過釋出-訂閱的方式實作事件的監聽和處理。
樣版模式（Template Pattern）：Spring 中的 JdbcTemplate 和 RestTemplate 等樣版類都是基於樣版模式實作的，提供了統一的樣版方法供開發者使用。
策略模式（Strategy Pattern）：Spring AOP 中的 Advice 和 Pointcut 就是策略模式的套用，透過不同的策略實作不同的橫切邏輯。
裝飾者模式（Decorator Pattern）：Spring 中的裝飾者模式用於在 Bean 的初始化過程中添加額外的功能，如事務管理、日誌記錄等。
介面卡模式（Adapter Pattern）：Spring MVC 中的 HandlerAdapter 就是介面卡模式的套用，用於適配不同型別的處理器。
除了上述列舉的設計模式外，Spring 框架還涵蓋了更多設計模式的套用，比如組合模式、樣版方法模式、享元模式等。透過合理運用設計模式，Spring 實作了松耦合、可延伸、易維護的特性，成為一個功能強大、靈活性高的框架。
歡迎交流
本文主要講解兩個設計模式，工廠模式和單例模式，可以詳細看下 Spring 的源碼進行分析，在面試時候提及設計模式，可以用源碼進行舉例，是一個不錯的選擇，在文末還有三個問題，歡迎在評論區留言！
1）Spring 框架中的依賴註入是如何實作的？它與傳統的依賴尋找有什麽區別和優勢？
2）單例設計模式可以套用在哪些場景？
3）工廠模式一般可以配合哪些設計模式？
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