Spring涉及的設計模式以及實際使用場景(含代碼)

1.工廠模式（Factory Pattern）

作用: 隱藏對象創建的細節，通過工廠類統一管理對象的實例化。

場景：Spring的BeanFactory和ApplicationContext是工廠模式的典型實現。

// 通過ApplicationContext獲取Bean
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
UserService userService = context.getBean("userService", UserService.class);// 自定義 FactoryBean
public class MyFactoryBean implements FactoryBean<MyObject> {@Overridepublic MyObject getObject() throws Exception {return new MyObject(); // 復雜對象的創建邏輯}@Overridepublic Class<?> getObjectType() {return MyObject.class;}
}

2.單例模式（Singleton Pattern）

作用:確保一個類只有一個實例，并提供全局訪問點。

場景:Spring默認的Bean的作用域為單例。

@Service // 默認 singleton
public class OrderService {// ...
}// 測試單例
OrderService bean1 = context.getBean(OrderService.class);
OrderService bean2 = context.getBean(OrderService.class);
System.out.println(bean1 == bean2); // 輸出 true

3.代理模式(Proxy Pattern)

作用：通過代理對象控制對目標對象的訪問，用于增強功能(AOP)

場景：Spring AOP通過動態代理實現日志，事務等功能。

@Aspect
@Component
public class LogAspect {@Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {System.out.println("方法調用前: " + joinPoint.getSignature().getName());}
}// 使用 @Transactional 注解（基于代理實現事務）
@Transactional
public void transferMoney(Account from, Account to, double amount) {// 轉賬邏輯
}

4.模版方法模式(Template Method Pattern)

作用:定義算法的骨架，將某些步驟延遲到子類中實現

場景：JdbcTemplate封裝了JDBC的固定流程

@Autowired
private JdbcTemplate jdbcTemplate;public List<User> getUsers() {return jdbcTemplate.query("SELECT * FROM users",(rs, rowNum) -> new User(rs.getString("name"), rs.getInt("age")));
}

5.觀察者模式(Observer Pattern)

作用:定義對象間的一對多依賴，當一個對象狀態變化時，自動通知依賴它的對象。

場景：Spring事件監聽機制

// 自定義事件
public class OrderEvent extends ApplicationEvent {public OrderEvent(String orderId) {super(orderId);}
}// 監聽器
@Component
public class OrderEventListener implements ApplicationListener<OrderEvent> {@Overridepublic void onApplicationEvent(OrderEvent event) {System.out.println("處理訂單事件: " + event.getSource());}
}// 發布事件
@Autowired
private ApplicationEventPublisher publisher;
public void createOrder() {publisher.publishEvent(new OrderEvent("ORDER_123"));
}

6.策略模式(Strategy Pattern)

作用:定義一系列算法，使其可以互相替換，獨立于客戶端發生變化

場景:Spring的ResourceLoader根據前綴選擇資源加載策略

ResourceLoader loader = new DefaultResourceLoader();
Resource fileResource = loader.getResource("file:/tmp/test.txt");
Resource classpathResource = loader.getResource("classpath:application.yml");

7.適配器模式(Adapter Pattern)

作用：將一個接口轉換成客戶期待的接口

場景:Spring MVC 的 HandlerAdapter 適配不同 Controller。

// 模擬 SimpleControllerHandlerAdapter 的適配邏輯
public class SimpleControllerHandlerAdapter implements HandlerAdapter {@Overridepublic boolean supports(Object handler) {return handler instanceof Controller;}@Overridepublic ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {return ((Controller) handler).handleRequest(request, response);}
}

8.裝飾器模式(Decorator Pattern）

作用：動態為對象添加額外職責

場景：Spring對HttpServletRequest的包裝

// 自定義裝飾器
public class LoggingRequestWrapper extends HttpServletRequestWrapper {public LoggingRequestWrapper(HttpServletRequest request) {super(request);}@Overridepublic String getParameter(String name) {System.out.println("獲取參數: " + name);return super.getParameter(name);}
}// 在 Filter 中使用
public class LogFilter implements Filter {@Overridepublic void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) {chain.doFilter(new LoggingRequestWrapper((HttpServletRequest) request), response);}
}

9.責任鏈模式（Chain of Responsibility Pattern）

作用:將請求的發送者和接收者解耦，通過鏈式處理請求。

場景:Spring Security 的過濾器鏈。

// 模擬過濾器鏈
public class FilterChainDemo {private List<Filter> filters = new ArrayList<>();public void addFilter(Filter filter) {filters.add(filter);}public void doFilter(HttpServletRequest request) {for (Filter filter : filters) {filter.execute(request);}}
}// 使用
FilterChainDemo chain = new FilterChainDemo();
chain.addFilter(new AuthFilter());
chain.addFilter(new LoggingFilter());
chain.doFilter(request);

10.原型模式（prototype Pattern）

作用:通過復制現有對象來創建新對象，避免重復初始化開銷

場景:Spring 的 prototype 作用域 Bean。

@Component
@Scope("prototype")
public class PaymentService {// 每次獲取都是新實例
}// 測試
PaymentService bean1 = context.getBean(PaymentService.class);
PaymentService bean2 = context.getBean(PaymentService.class);
System.out.println(bean1 == bean2); // 輸出 false

11.建造者模式(Builder Pattern)

作用:分步驟構建復雜對象

場景:RestTemplateBuilder構建復雜對象

RestTemplate restTemplate = new RestTemplateBuilder().rootUri("https://api.example.com").defaultHeader("Authorization", "Bearer token").build();

概括

• 解耦：工廠模式、代理模式。
• 擴展性：策略模式、觀察者模式。
• 復用性：模板方法模式、適配器模式。
• 控制復雜度：責任鏈模式、裝飾器模式。