【设计模式精讲】开源实战之剖析Spring框架：Spring中工厂模式的应用

文章目录

  • 第七章 开源实战
    • 7.1 剖析Spring框架中用到的经典设计模式
      • 7.1.1 Spring中工厂模式的应用
        • 7.1.1.1 Spring中的Bean组件
        • 7.1.1.2 Spring中的BeanFactory
        • 7.1.1.3 Spring中的FactoryBean

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第七章 开源实战

7.1 剖析Spring框架中用到的经典设计模式

7.1.1 Spring中工厂模式的应用

Spring的设计理念

  • Spring是面向Bean的编程（BOP：Bean Oriented Programming），Bean在Spring中才是真正的主角。Bean在Spring中作用就像Object对OOP的意义一样，没有对象的概念就像没有面向对象编程，Spring中没有Bean也就没有Spring存在的意义。Spring提供了IoC 容器通过配置文件或者注解的方式来管理对象之间的依赖关系。
  • 控制反转（Inversion of Control，缩写为IoC），是面向对象编程中的一种设计原则，可以用来减低代码之间的耦合度。其中最常见的方式叫做依赖注入（Dependency Injection，简称DI），还有一种方式叫“依赖查找”（Dependency Lookup）。通过控制反转，对象在被创建的时候，由一个调控系统内所有对象的外界实体，将其所依赖的对象的引用传递给它。
7.1.1.1 Spring中的Bean组件

Bean组件定义在Spring的org.springframework.beans包下，解决了以下几个问题：

这个包下的所有类主要解决了三件事：

  • Bean的定义
  • Bean的创建
  • Bean的解析

Spring Bean的创建是典型的工厂模式，它的顶级接口是BeanFactory。

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BeanFactory有三个子类：ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory和AutowireCapableBeanFactory。目的是为了区分Spring内部对象处理和转化的数据限制。

但是从图中可以发现最终的默认实现类是DefaultListableBeanFactory，它实现了所有的接口

7.1.1.2 Spring中的BeanFactory

Spring中的BeanFactory就是简单工厂模式的体现，根据传入一个唯一的标识来获得Bean对象

BeanFactory，以Factory结尾，表示它是一个工厂(接口)， 它负责生产和管理bean的一个工厂。在Spring中，BeanFactory是工厂的顶层接口，也是IOC容器的核心接口，因此BeanFactory中定义了管理Bean的通用方法，如 getBean 和 containsBean 等.

它的职责包括：实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象间的依赖。

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BeanFactory只是个接口，并不是IOC容器的具体实现，所以Spring容器给出了很多种实现，如 DefaultListableBeanFactory、XmlBeanFactory、ApplicationContext等，其中XmlBeanFactory就是常用的一个，该实现将以XML方式描述组成应用的对象及对象间的依赖关系。

1) BeanFactory源码解析

public interface BeanFactory {/**对FactoryBean的转移定义,因为如果使用bean的名字来检索FactoryBean得到的是对象是工厂生成的对象,如果想得到工厂本身就需要转移*/String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";//根据Bean的名字 获取IOC容器中对应的实例Object getBean(String var1) throws BeansException;//根据Bean的名字和class类型得到bean实例,增加了类型安全验证机制<T> T getBean(String var1, Class<T> var2) throws BeansException;Object getBean(String var1, Object... var2) throws BeansException;<T> T getBean(Class<T> var1) throws BeansException;<T> T getBean(Class<T> var1, Object... var2) throws BeansException;<T> ObjectProvider<T> getBeanProvider(Class<T> var1);<T> ObjectProvider<T> getBeanProvider(ResolvableType var1);//查看Bean容器中是否存在对应的实例,存在返回true 否则返回falseboolean containsBean(String var1);//根据Bean的名字 判断这个bean是不是单例boolean isSingleton(String var1) throws NoSuchBeanDefinitionException;boolean isPrototype(String var1) throws NoSuchBeanDefinitionException;boolean isTypeMatch(String var1, ResolvableType var2) throws NoSuchBeanDefinitionException;boolean isTypeMatch(String var1, Class<?> var2) throws NoSuchBeanDefinitionException;//得到bean实例的class类型@NullableClass<?> getType(String var1) throws NoSuchBeanDefinitionException;@NullableClass<?> getType(String var1, boolean var2) throws NoSuchBeanDefinitionException;//得到bean的别名String[] getAliases(String var1);
}

BeanFactory的使用场景

  1. 从IOC容器中获取Bean(Name or Type)
  2. 检索IOC容器中是否包含了指定的对象
  3. 判断Bean是否为单例

2) BeanFactory的使用

public class User {private int id;private String name;private Friends friends;public User() {}public User(Friends friends) {this.friends = friends;}//get set......
}public class Friends {private List<String> names;public Friends() {}public List<String> getNames() {return names;}public void setNames(List<String> names) {this.names = names;}
}

配置文件

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"xmlns:task="http://www.springframework.org/schema/task"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beanshttp://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.2.xsdhttp://www.springframework.org/schema/contexthttp://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.2.xsdhttp://www.springframework.org/schema/mvchttp://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc-4.2.xsdhttp://www.springframework.org/schema/taskhttp://www.springframework.org/schema/task/spring-task-4.2.xsd"><bean id="User" class="com.example.factory.User"><property name="friends" ref="UserFriends" /></bean><bean id="UserFriends" class="com.example.factory.Friends"><property name="names"><list><value>"LiLi"</value><value>"LuLu"</value></list></property></bean>
</beans>

测试

public class SpringFactoryTest {public static void main(String[] args) {ClassPathXmlApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");User user = ctx.getBean("User", User.class);List<String> names = user.getFriends().getNames();for (String name : names) {System.out.println("FriendName: " + name);}ctx.close();}
}
7.1.1.3 Spring中的FactoryBean

首先FactoryBean是一个Bean，但又不仅仅是一个Bean，这样听起来矛盾，但为啥又这样说呢？其实在Spring中，所有的Bean都是由BeanFactory（也就是IOC容器）来进行管理的。但对FactoryBean而言，这个FactoryBean不是简单的Bean，而是一个能生产或者修饰对象生成的工厂Bean,它的实现与设计模式中的工厂方法模式和修饰器模式类似

1) 为什么需要FactoryBean?

  1. 在某些情况下，实例化Bean过程比较复杂，如果按照传统的方式，则需要在中提供大量的配置信息。配置方式的灵活性是受限的，这时采用编码的方式可能会得到一个简单的方案。Spring为此提供了一个org.springframework.bean.factory.FactoryBean的工厂类接口，用户可以通过实现该接口定制实例化Bean的逻辑。FactoryBean接口对于Spring框架来说占用重要的地位，Spring自身就提供了70多个FactoryBean的实现。它们隐藏了实例化一些复杂Bean的细节，给上层应用带来了便利。
  2. 由于第三方库不能直接注册到spring容器，于是可以实现org.springframework.bean.factory.FactoryBean接口，然后给出自己对象的实例化代码即可。

2 ) FactoryBean的使用特点

  1. 当用户使用容器本身时，可以使用转义字符"&"来得到FactoryBean本身，以区别通过FactoryBean产生的实例对象和FactoryBean对象本身。

  2. 在BeanFactory中通过如下代码定义了该转义字符：

     StringFACTORY_BEAN_PREFIX = "&";

  3. 举例

    如果MyObject是一个FactoryBean，则使用&MyObject得到的是MyObject对象，而不是MyObject产生出来的对象。

3) FactoryBean的代码示例

@Configuration
@ComponentScan("com.example.factory_bean")
public class AppConfig {
}@Component("studentBean")
public class StudentBean implements FactoryBean {//返回工厂中的实例@Overridepublic Object getObject() throws Exception {//这里并不一定要返回MyBean自身的实例，可以是其他任何对象的实例。return new TeacherBean();}//该方法返回的类型是在IOC容器中getBean所匹配的类型@Overridepublic Class<?> getObjectType() {return StudentBean.class;}public void study(){System.out.println("学生学习......");}
}public class TeacherBean {public void teach(){System.out.println("老师教书......");}
}public class Test01 {public static void main(String[] args) {AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);//StudentBean studentBean = (StudentBean)context.getBean("studentBean");//加上&符号,返回工厂中的实例
//        StudentBean studentBean = (StudentBean)context.getBean("&studentBean");
//        studentBean.study();TeacherBean teacherBean = (TeacherBean) context.getBean("studentBean");teacherBean.teach();}
}

3) FactoryBean源码分析

public interface FactoryBean<T> {String OBJECT_TYPE_ATTRIBUTE = "factoryBeanObjectType";/**getObject()方法: 会返回该FactoryBean生产的对象实例,我们需要实现该方法,以给出自己的对象实例化逻辑这个方法也是FactoryBean的核心.*/@NullableT getObject() throws Exception;/**getObjectType()方法: 仅返回getObject() 方法所返回的对象类型,如果预先无法确定,返回NULL,这个方法返回类型是在IOC容器中getBean所匹配的类型*/@NullableClass<?> getObjectType();//该方法的结果用于表明 工厂方法getObject() 所生产的 对象是否要以单例形式存储在容器中如果以单例存在就返回true,否则返回falsedefault boolean isSingleton() {return true;}
}

FactoryBean表现的是一个工厂的职责,如果一个BeanA 是实现FactoryBean接口,那么A就是变成了一个工厂,根据A的名称获取到的实际上是工厂调用getObject()方法返回的对象,而不是对象本身,如果想获取工厂对象本身,需要在名称前面加上 '&'符号

  • getObject(‘name’) 返回的是工厂中工厂方法生产的实例
  • getObject(‘&name’) 返回的是工厂本身实例

使用场景

  • FactoryBean的最为经典的使用场景,就是用来创建AOP代理对象,这个对象在Spring中就是 ProxyFactoryBean

BeanFactory与FactoryBean区别

  • 他们两个都是工厂,但是FactoryBean本质还是一个Bean,也归BeanFactory管理
  • BeanFactory是Spring容器的顶层接口,FactoryBean更类似于用户自定义的工厂接口

BeanFactory和ApplicationContext的区别

  • BeanFactory是Spring容器的顶层接口,而ApplicationContext应用上下文类 他是BeanFactory的子类,他是Spring中更高级的容器,提供了更多的功能
    • 国际化
    • 访问资源
    • 载入多个上下文
    • 消息发送 响应机制
  • 两者的装载bean的时机不同
    • BeanFactory: 在系统启动的时候不会去实例化bean,只有从容器中拿bean的时候才会去实例化(懒加载)
      • 优点: 应用启动的时候占用的资源比较少,对资源的使用要求比较高的应用 ,比较有优势
    • ApplicationContext:在启动的时候就把所有的Bean全部实例化.
      • lazy-init= true 可以使bean延时实例化
      • 优点: 所有的Bean在启动的时候就加载,系统运行的速度快,还可以及时的发现系统中配置的问题.

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