简识Spring创建Bean方式和设计模式

一、理论解释：

Spring在创建Bean时主要有四种方式，这些方式分别涉及到了不同的设计模式。以下是具体的创建方式及对应的设计模式：

  1. 通过反射调用构造方法创建Bean：

    • 方式：在Spring的配置文件中，使用<bean>标签的class属性指定要创建的Bean的完整类名。Spring容器内部会自动调用该类型的无参构造方法（或带参数的构造方法，此时需要配合<constructor-arg>标签指定参数）来创建Bean对象，并将其放在容器中以供使用。
    • 设计模式：这种方式主要使用了简单工厂模式的思想，即通过一个工厂类（在这里是Spring容器）来创建对象，但不需要显式地编写工厂类代码。不过，严格来说，由于Spring容器本身是一个复杂的框架，其内部实现可能涉及到了更多的设计模式，但在此处我们主要关注其对外提供的创建Bean的方式。

  2. 通过静态工厂方法创建Bean：

    • 方式：首先编写一个包含静态方法的工厂类，该方法返回要创建的Bean对象。然后在Spring的配置文件中，使用<bean>标签的class属性指定工厂类的完整类名，并使用factory-method属性指定静态工厂方法名。Spring容器会自动调用该静态方法来获取Bean对象。
    • 设计模式：这种方式明确使用了静态工厂模式。静态工厂模式是一种创建型设计模式，它通过一个包含静态方法的类来创建对象，而不需要将对象作为类的成员。

  3. 通过实例工厂方法创建Bean：

    • 方式：首先编写一个普通的工厂类（非静态），该类包含一个返回要创建的Bean对象的方法。然后在Spring的配置文件中，先使用<bean>标签创建一个工厂类的实例（即工厂Bean），再使用另一个<bean>标签的factory-bean属性指定工厂Bean的ID，并使用factory-method属性指定工厂方法名。Spring容器会先创建工厂Bean实例，然后调用其方法来获取Bean对象。
    • 设计模式：这种方式使用了工厂方法模式。工厂方法模式是一种创建型设计模式，它通过一个工厂类的方法来创建对象，但工厂类本身是一个普通类（非静态类）。

  4. 通过FactoryBean创建Bean：

    • 方式：编写一个实现FactoryBean接口的类，该接口包含三个方法：getObject()用于返回要创建的Bean对象，getObjectType()用于返回Bean对象的类型，isSingleton()用于指定Bean对象是否为单例。然后在Spring的配置文件中，使用<bean>标签的class属性指定FactoryBean实现类的完整类名。Spring容器会自动调用FactoryBean的getObject()方法来获取Bean对象。
    • 设计模式：这种方式虽然表面上看起来与普通的Bean创建方式类似，但实际上它利用了FactoryBean接口的特殊性质来实现了一种更灵活的Bean创建方式。这种方式可以看作是对工厂方法模式的一种扩展或变种，因为它允许在创建Bean对象时进行更多的自定义操作（如延迟加载、代理创建等）。不过，从更广泛的角度来看，它也可以被视为一种代理模式的应用，因为FactoryBean实际上是在为真正的Bean对象创建一个代理或包装器。

综上所述，Spring在创建Bean时主要使用了简单工厂模式（通过反射调用构造方法）、静态工厂模式、工厂方法模式和代理模式（通过FactoryBean）等设计模式。这些模式的应用使得Spring能够灵活地创建和管理Bean对象，从而满足了复杂应用程序的需求。

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二、示例代码解释

当然，下面我将根据上面提到的几种创建Bean的方式和对应的设计模式，给出具体的示例代码，并简要说明每个示例以及需要注意的事项。

1. 通过反射调用构造方法创建Bean

示例代码：

// 定义一个简单的Bean类
public class MyBean {private String name;// 无参构造方法public MyBean() {}// 带参数的构造方法（虽然在这个例子中未使用，但Spring支持）public MyBean(String name) {this.name = name;}// Getter和Setter方法public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}
}// Spring配置文件（applicationContext.xml）
<bean id="myBean" class="com.example.MyBean"/>

说明：

  • 在Spring配置文件中，通过<bean>标签的class属性指定了要创建的Bean类。
  • Spring容器会调用该类的无参构造方法来创建Bean实例。

注意事项：

  • 确保Bean类有一个可访问的无参构造方法。
  • 如果需要注入依赖，可以使用<property>或<constructor-arg>标签。

2. 通过静态工厂方法创建Bean

示例代码：

// 静态工厂类
public class MyBeanFactory {// 静态工厂方法public static MyBean createMyBean() {return new MyBean();}
}// Spring配置文件（applicationContext.xml）
<bean id="myBean" class="com.example.MyBeanFactory" factory-method="createMyBean"/>

说明：

  • 在Spring配置文件中，通过<bean>标签的class属性指定了工厂类，并通过factory-method属性指定了静态工厂方法。
  • Spring容器会调用该静态方法来创建Bean实例。

注意事项：

  • 确保工厂方法是静态的。
  • 工厂方法返回的对象类型应与配置文件中声明的Bean类型一致。

3. 通过实例工厂方法创建Bean

示例代码：

// 实例工厂类
public class MyInstanceFactory {// 实例工厂方法public MyBean createMyBean() {return new MyBean();}
}// Spring配置文件（applicationContext.xml）
<!-- 首先创建工厂Bean实例 -->
<bean id="myInstanceFactory" class="com.example.MyInstanceFactory"/>
<!-- 然后通过工厂Bean实例创建目标Bean -->
<bean id="myBean" factory-bean="myInstanceFactory" factory-method="createMyBean"/>

说明：

  • 在Spring配置文件中，首先通过<bean>标签创建了一个工厂Bean实例。
  • 然后通过另一个<bean>标签的factory-bean属性指定了工厂Bean的ID，并通过factory-method属性指定了工厂方法。
  • Spring容器会先创建工厂Bean实例，然后调用其方法来创建目标Bean实例。

注意事项：

  • 确保工厂方法是实例方法（非静态）。
  • 工厂Bean实例和目标Bean实例的生命周期是独立的。

4. 通过FactoryBean创建Bean

示例代码：

// 实现FactoryBean接口的类
public class MyFactoryBean implements FactoryBean<MyBean> {@Overridepublic MyBean getObject() throws Exception {// 这里可以执行一些自定义逻辑，如创建代理、延迟加载等return new MyBean();}@Overridepublic Class<?> getObjectType() {return MyBean.class;}@Overridepublic boolean isSingleton() {// 指定Bean是否为单例return true;}
}// Spring配置文件（applicationContext.xml）
<bean id="myFactoryBean" class="com.example.MyFactoryBean"/>
// 注意：这里实际上获取的是FactoryBean的getObject()方法返回的对象，而不是FactoryBean本身
// 因此，在获取Bean时，不需要指定FactoryBean的ID，而是直接获取目标Bean的ID（尽管这里我们没有直接定义目标Bean的ID）
// 但由于我们使用了FactoryBean，我们通常不会这样做。在实际应用中，我们可能会通过其他方式（如依赖注入）来使用这个Bean。
// 如果确实需要通过ID获取，可以这样做（但这不是FactoryBean的典型用法）：
// <bean id="myBean" factory-bean="myFactoryBean" factory-method="getObject"/>
// 但通常，我们只需要配置FactoryBean，然后在需要MyBean的地方让Spring自动注入即可。

注意：上面的配置文件中关于myBean的声明是不典型的，因为当你配置了一个FactoryBean后，你通常不会再去显式地通过factory-bean和factory-method去获取它产生的对象。相反，Spring会在你需要注入MyBean类型的地方自动使用MyFactoryBean来产生对象。因此，在实际应用中，你可能不会看到像上面那样的myBean声明。

典型用法：

在需要使用MyBean的地方，你只需声明一个依赖，Spring会自动使用MyFactoryBean来提供这个依赖。例如：

@Component
public class SomeService {// Spring会自动注入MyFactoryBean产生的MyBean实例private final MyBean myBean;@Autowiredpublic SomeService(MyBean myBean) {this.myBean = myBean;}// ... 使用myBean的方法 ...
}

在这个例子中，SomeService类依赖于MyBean类型，而Spring会自动使用MyFactoryBean来创建并注入这个依赖。

说明：

  • FactoryBean接口允许你自定义Bean的创建逻辑。
  • getObject()方法返回实际要注入的Bean实例。
  • getObjectType()方法返回Bean实例的类型。
  • isSingleton()方法指定Bean是否为单例。

注意事项：

  • FactoryBean通常用于创建复杂的Bean实例，如代理对象、延迟加载对象等。
  • 确保getObject()方法返回的对象类型与FactoryBean接口中声明的泛型类型一致。
  • 当使用FactoryBean时，通常不需要在配置文件中显式地声明目标Bean的ID，因为Spring会自动处理这部分逻辑。

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三、饿汉模式、饱汉模式

在您之前提到的Spring Bean创建方式中，并没有直接包含饿汉模式（Eager Initialization）和饱汉模式（Lazy Initialization）这两种单例模式的实现。饿汉模式和饱汉模式是单例模式在Java中的两种常见实现方式，它们主要用于确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来获取该实例。

1、饿汉模式（Eager Initialization）

饿汉模式在类加载时就完成了实例的创建。因此，它是线程安全的，因为JVM在加载类时只会创建一个类实例。但是，如果实例从未被使用过，那么这种提前创建实例的方式可能会浪费资源。

示例代码：

public class EagerSingleton {// 在类加载时就创建实例private static final EagerSingleton INSTANCE = new EagerSingleton();// 私有构造方法防止外部实例化private EagerSingleton() {}// 提供全局访问点public static EagerSingleton getInstance() {return INSTANCE;}
}


2、饱汉模式（Lazy Initialization）

饱汉模式在第一次调用getInstance()方法时才创建实例。这种方式节省了资源，但如果多个线程同时调用该方法，则可能会导致多个实例被创建（即不是线程安全的）。为了解决这个问题，通常需要使用同步机制。

示例代码（非线程安全版本）：

public class LazySingleton {// 声明实例变量但不立即初始化private static LazySingleton instance;// 私有构造方法防止外部实例化private LazySingleton() {}// 提供全局访问点（非线程安全）public static LazySingleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new LazySingleton();}return instance;}
}


示例代码（线程安全版本，使用同步方法）：

public class ThreadSafeLazySingleton {// 声明实例变量但不立即初始化private static ThreadSafeLazySingleton instance;// 私有构造方法防止外部实例化private ThreadSafeLazySingleton() {}// 提供全局访问点（线程安全，使用同步方法）public static synchronized ThreadSafeLazySingleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new ThreadSafeLazySingleton();}return instance;}
}

或者，使用双重检查锁定（Double-Checked Locking）来优化性能：

public class DoubleCheckedLockingSingleton {// 使用volatile关键字确保instance变量的可见性private static volatile DoubleCheckedLockingSingleton instance;// 私有构造方法防止外部实例化private DoubleCheckedLockingSingleton() {}// 提供全局访问点（线程安全，使用双重检查锁定）public static DoubleCheckedLockingSingleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (DoubleCheckedLockingSingleton.class) {if (instance == null) {instance = new DoubleCheckedLockingSingleton();}}}return instance;}
}


3、异同点

  • 相同点：
    • 两者都是单例模式的实现方式。
    • 都提供了全局访问点来获取类的唯一实例。
  • 不同点：
    • 实例创建时机：饿汉模式在类加载时就创建实例，而饱汉模式在第一次调用getInstance()方法时才创建实例。
    • 资源消耗：饿汉模式可能会浪费资源（如果实例从未被使用过），而饱汉模式节省了资源。
    • 线程安全性：饿汉模式是线程安全的（因为实例在类加载时就创建了），而未经同步处理的饱汉模式不是线程安全的（可能会导致多个实例被创建）。但是，通过添加同步机制或使用双重检查锁定，可以使饱汉模式变得线程安全。

在Spring框架中，单例Bean的创建通常是由Spring容器管理的，而不是通过饿汉模式或饱汉模式来实现的。Spring容器负责确保每个单例Bean在容器中只有一个实例，并提供依赖注入机制来访问这些Bean。然而，Spring也支持懒加载（Lazy Initialization），这类似于饱汉模式中的延迟创建实例的概念，但它是通过Spring的配置来实现的，而不是通过单例模式本身的实现方式。

（抱歉，最近在面试，粗糙了些。）

（望各位潘安、各位子健/各位彦祖、于晏不吝赐教！多多指正！🙏）

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