Spring框架的设计模式

Spring 框架深度集成了多种经典设计模式，这些模式支撑了其核心功能（如IoC、AOP）的实现，以下是关键模式及其应用场景的梳理：

1、工厂模式

工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑。并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。Spring 中可以使用工厂模式通过 BeanFactory 或者 ApplicationContext 创建 Bean 对象。BeanFactory 和 ApplicationContext 是核心工厂接口，封装 Bean 的创建逻辑；FactoryBean 扩展工厂能力，支持复杂对象（如 SqlSessionFactoryBean）的定制化构建。

2、单例模式

单例模式是指一个类全局只有一个实例，Spring 框架中默认的 Bean 是单例的。Spring 容器默认以单例作用域管理 Bean（@Scope("singleton")），避免重复创建无状态对象（如 Service、DAO 层组件），减少资源消耗。底层是通过 ConcurrentHashMap 注册表管理单例实例。

面试题：Spring 框架管理的 Bean 使用单例模式，是如何解决线程安全问题？

答：（1）通过使用 ThreadLocal 实现线程隔离，ThreadLocal 会为每一个线程提供一个独立的变量副本，从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。

（2）若需共享可变状态，则显式使用 ConcurrentHashMap、AtomicInteger 等线程安全容器，或通过 synchronized/ReentrantLock 同步关键代码块。

3、适配器模式

适配器模式（Adapter Pattern）是作为两个不兼容的接口之间的桥梁。例如，旧的接口规范和新的接口调用方式不兼容，在这种情况下，可以在中间添加一个适配器，适配器提供新的接口调用方式，但是在内部使用的是旧的接口。Spring AOP 模块对 BeforeAdvice、AfterAdvice 和 ThrowsAdvice 三种通知类型的支持实际上是借助适配器模式来实现的。

4、装饰器模式

装饰器模式是指动态给一个对象添加一些额外的职责，就增加功能来说，装饰者比继承更加灵活。例如，已经有个登录功能，需要添加一个新功能，登录的时候发送短信通知。Spring 中用到的装饰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。

5、代理模式

代理模式是指一个类代表另一个类的功能，Spring 的 AOP 实现基本上都是通过代理模式，代理模式和装饰器模式实现方法很类似，它们的区别是装饰器模式是对现有功能的扩展，代理模式是完成其他的功能。例如登录的时候发送短信是对登录功能的扩展，是装饰器模式，如果登录之前需要网络检查，请求签名是通过代理实现。

6、观察者模式

观察者模式又被称为发布-订阅（Publish/Subscribe）模式，属于行为型模式的一种，它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态变化时，会通知所有的观察者对象，使他们能够自行更新。Spring 中的 ApplicationListener 就是使用的观察者模式。

7、模板方法模式

模板方法模式是类的行为模式。先准备一个抽象类，将部分逻辑以具体方法以及具体构造方法的形式实现，然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法，从而对剩余的逻辑有不同的实现。这就是模板方法模式的用意。Spring 以 Template 结尾都是模板方法，例如数据库访问的类 JdbcTemplate 和 HTTP 请求的类 RestTemplate。