一、模板方法模式：流程复用的典范

模板方法模式是Spring框架中最基础的设计模式之一，其核心思想在于定义算法骨架，将可变步骤延迟到子类实现。这种模式在JdbcTemplate、RestTemplate等组件中得到了充分应用。

1.1 典型实现分析

以JdbcTemplate为例，其抽象类结构如下：

public abstract class JdbcTemplate {
    // 模板方法定义完整执行流程
    public final Object execute(String sql) {
        Connection conn = null;
        try {
            conn = getConnection();  // 钩子方法1
            Statement stmt = conn.createStatement();
            ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);
            return mapResult(rs);    // 钩子方法2
        } finally {
            releaseResources(conn); // 资源清理
        }
    }
    // 钩子方法交由子类实现
    protected abstract Connection getConnection();
    protected abstract Object mapResult(ResultSet rs);
}

这种设计实现了三个关键优势：

流程复用：连接获取、异常处理、资源释放等通用逻辑在父类中统一实现
差异隔离：数据库连接方式、结果映射等业务相关逻辑通过抽象方法暴露
扩展便捷：新增数据源支持只需创建子类实现两个抽象方法

1.2 实际应用场景

在微服务开发中，当需要同时支持MySQL和PostgreSQL时，开发者只需创建两个子类：

public class MySQLJdbcTemplate extends JdbcTemplate {
    @Override
    protected Connection getConnection() {
        return DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://...");
    }
    @Override
    protected Object mapResult(ResultSet rs) {
        // MySQL特有结果映射逻辑
    }
}

这种模式在Spring Batch、Spring Integration等模块中也有广泛应用，建议开发者在遇到重复流程时优先考虑模板方法模式。

二、工厂模式：对象创建的解耦艺术

工厂模式在Spring中体现为BeanFactory和ApplicationContext两大核心接口，实现了对象创建与使用的彻底解耦。

2.1 核心接口解析

BeanFactory接口定义了最基础的依赖注入能力：

public interface BeanFactory {
    Object getBean(String name);
    <T> T getBean(Class<T> requiredType);
    boolean containsBean(String name);
}

实际应用中，DefaultListableBeanFactory通过三级缓存解决了循环依赖问题：

单例对象缓存（singletonObjects）
早期曝光对象缓存（earlySingletonObjects）
对象工厂缓存（singletonFactories）

2.2 设计优势体现

这种设计实现了三个层次的解耦：

使用方解耦：业务代码通过@Autowired注入依赖，无需关心对象创建细节
实现方解耦：不同Bean可通过@Scope注解定义生命周期（单例/原型/请求作用域）
配置方解耦：支持XML、Java Config、注解等多种配置方式

典型应用场景包括：

动态切换数据源实现
插件化架构设计
A/B测试环境配置

三、代理模式：AOP的核心支撑

代理模式在Spring中主要通过JDK动态代理和CGLIB实现，是AOP功能的基础。

3.1 实现机制对比

实现方式	原理	限制条件
JDK动态代理	基于接口的InvocationHandler	必须实现接口
CGLIB代理	生成子类覆盖方法	不能代理final类/方法

3.2 典型应用场景

事务管理：

@Transactional
public class UserService {
 public void updateUser(User user) {
     // 业务逻辑
 }
}

缓存增强：

@Cacheable("users")
public User getUserById(Long id) {
 // 数据库查询
}

安全控制：

@PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
public void deleteUser(Long id) {
 // 删除操作
}

四、其他重要模式解析

4.1 观察者模式：事件驱动的核心

Spring通过ApplicationEvent和ApplicationListener实现了松耦合的事件通知机制：

// 自定义事件
public class OrderCreatedEvent extends ApplicationEvent {
    public OrderCreatedEvent(Order order) {
        super(order);
    }
}
// 事件监听器
@Component
public class OrderNotificationListener {
    @EventListener
    public void handleOrderCreated(OrderCreatedEvent event) {
        // 发送通知逻辑
    }
}

4.2 适配器模式：接口兼容的桥梁

HandlerAdapter体系是适配器模式的典型应用，将不同风格的控制器处理逻辑统一为ModelAndView返回：

public interface HandlerAdapter {
    boolean supports(Object handler);
    ModelAndView handle(HttpServletRequest request, 
                       HttpServletResponse response, 
                       Object handler);
}

4.3 装饰器模式：功能扩展的优雅方案

BufferedInputStream、RequestBodyAdvice等实现都采用了装饰器模式，在不修改原有类的情况下扩展功能。

4.4 责任链模式：过滤器链的实现基础

Servlet规范中的Filter链和Spring Security的过滤器链都是责任链模式的典型应用：

public interface Filter {
    void doFilter(ServletRequest request, 
                 ServletResponse response, 
                 FilterChain chain);
}

4.5 策略模式：算法选择的灵活性

ResourceLoader接口的实现类（如ClassPathResourceLoader、UrlResourceLoader）体现了策略模式，允许运行时切换资源加载策略。

4.6 享元模式：资源复用的优化

Spring对Bean实例的管理本质上采用了享元模式，特别是单例Bean的共享机制。

五、设计模式选择原则

在实际开发中，选择合适的设计模式需要遵循以下原则：

开闭原则：对扩展开放，对修改关闭
单一职责：每个类只负责一个功能点
里氏替换：子类必须能替换父类
依赖倒置：依赖抽象而非具体实现

建议开发者在遇到以下场景时考虑使用对应模式：

重复流程：模板方法模式
对象创建：工厂模式
功能增强：代理模式
事件通知：观察者模式
接口兼容：适配器模式

通过系统掌握这些设计模式，开发者不仅能更深入地理解Spring框架，还能在自定义组件开发中运用这些经典模式，提升代码质量和可维护性。在实际项目中，建议结合具体业务场景进行模式选择，避免过度设计。

Spring框架设计模式深度解析：七大核心模式实战指南