面試官：Spring 用了哪些設計模式？說三種即可

• 1. 策略模式

• 2. 工廠方法模式

• 3. Builder模式

• 4. 小結

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關於設計模式，如果使用得當，將會使我們的代碼更加簡潔，並且更具擴展性。本文主要講解Spring中如何使用策略模式，工廠方法模式以及Builder模式。

1. 策略模式

關於策略模式的使用方式，在Spring中其實比較簡單，從本質上講，策略模式就是一個接口下有多個實現類，而每種實現類會處理某一種情況。

我們以發獎勵爲例進行講解，比如我們在抽獎系統中，有多種獎勵方式可供選擇，比如積分，虛擬幣和現金等。在存儲時，我們必然會使用一個類似於type的字段用於表徵這幾種發放獎勵的，那麼這裏我們就可以使用多態的方式進行獎勵的發放。比如我們抽象出一個PrizeSender的接口，其聲明如下：

public interface PrizeSender {

  /**
   * 用於判斷當前實例是否支持當前獎勵的發放
   */
  boolean support(SendPrizeRequest request);

  /**
   * 發放獎勵
   */
  void sendPrize(SendPrizeRequest request);

}

該接口中主要有兩個方法：support()和sendPrize()，其中support()方法主要用於判斷各個子類是否支持當前類型數據的處理，而sendPrize()則主要是用於進行具體的業務處理的，比如這裏獎勵的發放。下面就是我們三種不同類型的獎勵發放的具體代碼：

// 積分發放
@Component
public class PointSender implements PrizeSender {

  @Override
  public boolean support(SendPrizeRequest request) {
    return request.getPrizeType() == PrizeTypeEnum.POINT;
  }

  @Override
  public void sendPrize(SendPrizeRequest request) {
    System.out.println("發放積分");
  }
}

// 虛擬幣發放
@Component
public class VirtualCurrencySender implements PrizeSender {

  @Override
  public boolean support(SendPrizeRequest request) {
    return PrizeTypeEnum.VIRTUAL_CURRENCY == request.getPrizeType();
  }

  @Override
  public void sendPrize(SendPrizeRequest request) {
    System.out.println("發放虛擬幣");
  }
}

// 現金髮放
@Component
public class CashSender implements PrizeSender {

  @Override
  public boolean support(SendPrizeRequest request) {
    return PrizeTypeEnum.CASH == request.getPrizeType();
  }

  @Override
  public void sendPrize(SendPrizeRequest request) {
    System.out.println("發放現金");
  }
}

這裏可以看到，在每種子類型中，我們只需要在support()方法中通過request的某個參數來控制當前request是否是當前實例能夠處理的類型，如果是，則外層的控制邏輯就會將request交給當前實例進行處理。關於這個類的設計，有幾個點需要注意：

• 使用@Component註解對當前類進行標註，將其聲明爲Spring容器所管理的一個bean；

• 聲明一個返回boolean值的類似於support()的方法，通過這個方法來控制當前實例是否爲處理目標request的實例；

• 聲明一個類似於sendPrize()的方法用於處理業務邏輯，當然根據各個業務的不同聲明的方法名肯定是不同的，這裏只是一個對統一的業務處理的抽象；

• 無論是support()方法還是sendPrize()方法，都需要傳一個對象進行，而不是簡簡單單的基本類型的變量，這樣做的好處是後續如果要在Request中新增字段，那麼就不需要修改接口的定義和已經實現的各個子類的邏輯；

2. 工廠方法模式

上面我們講解了如何使用Spring來聲明一個策略模式，那麼如何爲不同的業務邏輯來注入不同的bean呢，或者說外層的控制邏輯是什麼樣的，這裏我們就可以使用工廠方法模式了。

所謂的工廠方法模式，就是定義一個工廠方法，通過傳入的參數，返回某個實例，然後通過該實例來處理後續的業務邏輯。一般的，工廠方法的返回值類型是一個接口類型，而選擇具體子類實例的邏輯則封裝到了工廠方法中了。通過這種方式，來將外層調用邏輯與具體的子類的獲取邏輯進行分離。如下圖展示了工廠方法模式的一個示意圖：

可以看到，工廠方法將具體實例的選擇進行了封裝，而客戶端，也就是我們的調用方只需要調用工廠的具體方法獲取到具體的事例即可，而不需要管具體的實例實現是什麼。

上面我們講解了Spring中是如何使用策略模式聲明處理邏輯的，而沒有講如何選擇具體的策略，這裏我們就可以使用工廠方法模式。

如下是我們聲明的一個PrizeSenderFactory：

@Component
public class PrizeSenderFactory {

  @Autowired
  private List<PrizeSender> prizeSenders;

  public PrizeSender getPrizeSender(SendPrizeRequest request) {
    for (PrizeSender prizeSender : prizeSenders) {
      if (prizeSender.support(request)) {
        return prizeSender;
      }
    }

    throw new UnsupportedOperationException("unsupported request: " + request);
  }
}

這裏我們聲明一個了一個工廠方法getPrizeSender()，其入參就是SendPrizeRequest，而返回值是某個實現了PrizeSender接口的實例，可以看到，通過這種方式，我們將具體的選擇方式下移到了具體的子類中的，因爲當前實現了PrizeSender的bean是否支持當前request的處理，是由具體的子類實現的。

在該工廠方法中，我們也沒有任何與具體子類相關的邏輯，也就是說，該類實際上是可以動態檢測新加入的子類實例的。這主要是通過Spring的自動注入來實現的，主要是因爲我們這裏注入的是一個List，也就是說，如果有新的PrizeSender的子類實例，只要其是Spring所管理的，那麼都會被注入到這裏來。下面就是我們編寫的一段用於測試的代碼來模擬調用方的調用：

@Service
public class ApplicationService {

  @Autowired
  private PrizeSenderFactory prizeSenderFactory;

  public void mockedClient() {
    SendPrizeRequest request = new SendPrizeRequest();
    request.setPrizeType(PrizeTypeEnum.POINT);  // 這裏的request一般是根據數據庫或外部調用來生成的
    PrizeSender prizeSender = prizeSenderFactory.getPrizeSender(request);
    prizeSender.sendPrize(request);
  }
}

在客戶端代碼中，首先通過PrizeSenderFactory獲取一個PrizeSender實例，然後通過其sendPrize()方法發放具體的獎勵，通過這種方式，將具體的獎勵發放邏輯與客戶端調用進行了解耦。而且根據前面的講解，我們也知道，如果新增了一種獎勵方式，我們只需要聲明一個新的實現了PrizeSender的bean即可，而不需要對現有代碼進行任何修改。

3. Builder模式

關於Builder模式，我想使用過lombok的同學肯定會說builder模式非常的簡單，只需要在某個bean上使用@Builder註解進行聲明即可，lombok可以自動幫我們將其聲明爲一個Builder的bean。關於這種使用方式，本人不置可否，不過就我的理解，這裏主要有兩個點我們需要理解：

1、Builder模式就其名稱而言，是一個構建者，我更傾向於將其理解爲通過一定的參數，通過一定的業務邏輯來最終生成某個對象。如果僅僅只是使用lombok的這種方式，其本質上也還是創建了一個簡單的bean，這個與通過getter和setter方式構建一個bean是沒有什麼大的區別的；

2、在Spring框架中，使用設計模式最大的問題在於如果在各個模式bean中能夠注入Spring的bean，如果能夠注入，那麼將大大的擴展其使用方式。因爲我們就可以真的實現通過傳入的簡單的幾個參數，然後結合Spring注入的bean進行一定的處理後，以構造出我們所需要的某個bean。顯然，這是lombok所無法實現的；

關於Builder模式，我們可以以前面獎勵發放的SendPrizeRequest的構造爲例進行講解。在構造request對象的時候，必然是通過前臺傳如的某些參數來經過一定的處理，最後生成一個request對象。那麼我們就可以使用Builder模式來構建一個SendPrizeRequest。

這裏假設根據前臺調用，我們能夠獲取到prizeId和userId，那麼我們就可以創建一個如下的SendPrizeRequest：

public class SendPrizeRequest {

  private final PrizeTypeEnum prizeType;
  private final int amount;
  private final String userId;

  public SendPrizeRequest(PrizeTypeEnum prizeType, int amount, String userId) {
    this.prizeType = prizeType;
    this.amount = amount;
    this.userId = userId;
  }

  @Component
  @Scope("prototype")
  public static class Builder {

    @Autowired
    PrizeService prizeService;

    private int prizeId;
    private String userId;

    public Builder prizeId(int prizeId) {
      this.prizeId = prizeId;
      return this;
    }

    public Builder userId(String userId) {
      this.userId = userId;
      return this;
    }

    public SendPrizeRequest build() {
      Prize prize = prizeService.findById(prizeId);
      return new SendPrizeRequest(prize.getPrizeType(), prize.getAmount(), userId);
    }
  }

  public PrizeTypeEnum getPrizeType() {
    return prizeType;
  }

  public int getAmount() {
    return amount;
  }

  public String getUserId() {
    return userId;
  }
}

這裏就是使用Spring維護一個Builder模式的示例，具體的 維護方式就是在Builder類上使用@Component和@Scope註解來標註該Builder類，這樣我們就可以在Builder類中注入我們所需要的實例來進行一定的業務處理了。關於該模式，這裏有幾點需要說明：

• 在Builder類上必須使用@Scope註解來標註該實例爲prototype類型，因爲很明顯，我們這裏的Builder實例是有狀態的，無法被多線程共享；

• 在Builder.build()方法中，我們可以通過傳入的參數和注入的bean來進行一定的業務處理，從而得到構建一個SendPrizeRequest所需要的參數；

• Builder類必須使用static修飾，因爲在Java中，如果內部類不用static修飾，那麼該類的實例必須依賴於外部類的一個實例，而我們這裏本質上是希望通過內部類實例來構建外部類實例，也就是說內部類實例存在的時候，外部類實例是還不存在的，因而這裏必須使用static修飾；

• 根據標準的Builder模式的使用方式，外部類的各個參數都必須使用final修飾，然後只需要爲其聲明getter方法即可。

上面我們展示瞭如何使用Spring的方式來聲明一個Builder模式的類，那麼我們該如何進行使用呢，如下是我們的一個使用示例：

@Service
public class ApplicationService {

  @Autowired
  private PrizeSenderFactory prizeSenderFactory;

  @Autowired
  private ApplicationContext context;

  public void mockedClient() {
    SendPrizeRequest request = newPrizeSendRequestBuilder()
        .prizeId(1)
        .userId("u4352234")
        .build();

    PrizeSender prizeSender = prizeSenderFactory.getPrizeSender(request);
    prizeSender.sendPrize(request);
  }

  public Builder newPrizeSendRequestBuilder() {
    return context.getBean(Builder.class);
  }
}

上述代碼中，我們主要要看一下newPrizeSendRequestBuilder()方法，在Spring中，如果一個類是多例類型，也即使用@Scope("prototype")進行了標註，那麼每次獲取該bean的時候就必須使用ApplicationContext.getBean()方法獲取一個新的實例，至於具體的原因，讀者可查閱相關文檔。

我們這裏就是通過一個單獨的方法來創建一個Builder對象，然後通過流式來爲其設置prizeId和userId等參數，最後通過build()方法構建得到了一個SendPrizeRequest實例，通過該實例來進行後續的獎勵發放。

4. 小結

本文主要通過一個獎勵發放的示例來對Spring中如何使用工廠方法模式，策略模式和Builder模式的方式進行講解，並且着重強調了實現各個模式時我們所需要注意的點。