从框架源码中学习设计模式的感悟

从框架源码中学习设计模式是一种非常有效的学习方式，可以帮助我们更好地理解设计模式的应用场景和实现方式。以 Spring 框架为例，它是一个非常成熟的 Java 框架，里面广泛应用了各种设计模式。在学习 Spring 框架源码的过程中，我们可以得到以下一些感悟：

1. 单例模式是 Spring 框架中最常用的设计模式之一。Spring 框架中的许多核心组件都是单例的，例如 ApplicationContext、BeanFactory 等。Spring 框架通过在配置文件中配置 bean 的 scope 属性来控制 bean 的作用域，默认情况下，bean 的作用域是单例的。
2. 工厂模式是 Spring 框架中实现 IOC 容器的关键设计模式。Spring 框架中的 IOC 容器就是一个工厂，它负责创建和管理 bean 的生命周期。Spring 框架中的 BeanFactory 和 ApplicationContext 都是工厂模式的实现。
3. 代理模式是 Spring 框架中实现 AOP 的关键设计模式。Spring 框架中的 AOP 是基于代理模式实现的，它通过在运行时动态生成代理对象，来拦截对目标对象的方法调用，从而实现对目标对象的非入侵式增强。Spring 框架中的 AOP 代理有两种实现方式：JDK 动态代理和 CGLIB 代理。
4. 模板方法模式是 Spring 框架中实现数据访问层的关键设计模式。Spring 框架中的 JdbcTemplate、HibernateTemplate 等都是模板方法模式的实现。它们将数据访问层的公共部分抽取出来，形成一个模板方法，然后由子类实现具体的数据访问操作。
5. 观察者模式是 Spring 框架中实现事件驱动模型的关键设计模式。Spring 框架中的 ApplicationEvent 和 ApplicationListener 就是观察者模式的实现。当 ApplicationContext 发布一个事件时，所有注册了该事件的 ApplicationListener 都会收到通知，从而实现对事件的响应。
6. 适配器模式是 Spring 框架中实现对第三方库的集成的关键设计模式。Spring 框架中的 JmsTemplate、RabbitTemplate 等都是适配器模式的实现。它们将第三方库的 API 封装成了 Spring 框架的 API，从而实现了对第三方库的集成。

通过学习 Spring 框架源码，我们可以更好地理解这些设计模式的应用场景和实现方式。同时，我们还可以学习到一些设计原则和最佳实践，例如单一职责原则、开闭原则、依赖倒转原则等。这些设计原则和最佳实践可以帮助我们设计出更加可维护、可扩展和可复用的软件系统。

以 Spring 框架中的工厂模式为例，我们来详细讲解一下它的代码实现。

在 Spring 框架中，IOC 容器是一个工厂，它负责创建和管理 bean 的生命周期。Spring 框架中的 BeanFactory 和 ApplicationContext 都是工厂模式的实现。其中，BeanFactory 是 Spring 框架中最基本的 IOC 容器，它提供了 bean 的创建和管理的基本功能。ApplicationContext 是 BeanFactory 的子接口，它在 BeanFactory 的基础上提供了更多的高级功能，例如国际化支持、事件发布等。

现在，我们来看一下 Spring 框架中 BeanFactory 的代码实现。BeanFactory 接口定义如下：

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public interface BeanFactory {
    String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";

    Object getBean(String name) throws BeansException;

    <T> T getBean(String name, Class<T> requiredType) throws BeansException;

    Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;

    <T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException;

    <T> T getBean(Class<T> requiredType, Object... args) throws BeansException;

    boolean containsBean(String name);

    boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    boolean isTypeMatch(String name, Class<?> typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    boolean isTypeMatch(String name, ResolvableType typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    @Nullable
    Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    @Nullable
    String[] getAliases(String name);
}

BeanFactory 接口定义了一系列的方法，用于创建和管理 bean。其中，getBean() 方法是最核心的方法，它用于从 IOC 容器中获取一个 bean 实例。

DefaultSingletonBeanRegistry 是 BeanFactory 接口的一个实现类，它负责管理单例 bean 的创建和存储。DefaultSingletonBeanRegistry 的 getSingleton() 方法是获取单例 bean 的核心方法，它的代码实现如下：

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protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
    Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
    if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
        synchronized (this.singletonObjects) {
            singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
            if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
                ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
                if (singletonFactory != null) {
                    singletonObject = singletonFactory.getObject();
                    this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
                    this.singletonFactories.remove(beanName);
                }
            }
        }
    }
    return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
}

在 getSingleton() 方法中，首先从 singletonObjects 缓存中获取 bean 实例，如果缓存中不存在，则判断 bean 是否正在创建中。如果 bean 正在创建中，则从 earlySingletonObjects 缓存中获取 bean 实例。如果 earlySingletonObjects 缓存中也不存在，则从 singletonFactories 缓存中获取 ObjectFactory，并通过 ObjectFactory 创建 bean 实例。最后，将创建好的 bean 实例存储到 singletonObjects 缓存中。

可以看出，Spring 框架中的 BeanFactory 和 DefaultSingletonBeanRegistry 都是工厂模式的实现。它们将 bean 的创建和管理封装在一个工厂类中，并提供了一系列的方法，用于创建和管理 bean。这种设计模式使得 Spring 框架的 IOC 容器具有很好的可扩展性和可维护性。

当然，工厂模式在 Spring 框架中的应用还有很多其他的实现，例如 FactoryBean、AbstractFactoryBean 等。这些实现都是基于工厂模式的变体，用于解决更加复杂的 bean 创建和管理问题。通过学习这些实现，我们可以更好地理解工厂模式在实际应用中的变化和扩展。