Spring中用到的九种设计模式七：工厂方法




文章目录

  • Spring中用到的九种设计模式七：工厂方法
  • 前言
  • 一、工厂方法
  • 二、角色组成
  • 三、示例代码
  • 四、优缺点
  • 1. 优点
  • 2. 缺点
  • 3. 适用场景
  • 五、模式在Spring源码中的体现
  • 参考文档


前言



一、工厂方法

工厂方法模式(Factory Method Pattern)又称为工厂模式，也叫虚拟构造器(Virtual Constructor)模式或者多态工厂(Polymorphic Factory)模式，它属于类创建型模式。在工厂方法模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口，而工厂子类则负责生成具体的产品对象，这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成，即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。

二、角色组成

  • Product：抽象产品
  • ConcreteProduct：具体产品
  • Factory：抽象工厂
  • ConcreteFactory：具体工厂

三、示例代码

抽象的产品类和具体的产品类：

/**
 * 抽象产品类
 * Created by blinkfox on 16-6-29.
 */
public abstract class Product {

    /**
     * 产品类的公共方法
     */
    public void method1() {
        System.out.println("这是产品类的公共方法");
    }

    /**
     * 抽象方法
     */
    public abstract void method2();

}
/**
 * 具体产品类1
 * Created by blinkfox on 16-6-29.
 */
public class ConcreteProduct1 extends Product {

    @Override
    public void method2() {
        System.out.println("ConcreteProduct1的method2方法");
    }

}
/**
 * 具体产品类2
 * Created by blinkfox on 16-6-29.
 */
public class ConcreteProduct2 extends Product {

    @Override
    public void method2() {
        System.out.println("ConcreteProduct2的method2方法");
    }

}

抽象的工厂类和具体的工厂类：

/**
 * 抽象的工厂类
 * Created by blinkfox on 16-6-29.
 */
public abstract class Factory {

    /**
     * 运用了Java中的泛型和反射技术,生成某种具体的产品
     * 其输入类型可以自行设置
     * @param c
     * @param <T>
     * @return
     */
    public abstract <T extends Product> T createProduct(Class<T> c);

}
/**
 * 具体生产产品的工厂类
 * Created by blinkfox on 16-6-29.
 */
public class ConcreteFactory extends Factory {

    /**
     * 运用了Java中的泛型和反射技术,生成某种具体的产品
     * 其输入类型可以自行设置
     * @param c
     * @param <T>
     * @return
     */
    @Override
    public <T extends Product> T createProduct(Class<T> c) {
        Product product = null;
        try {
            product = (Product) Class.forName(c.getName()).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("生产产品出错");
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) product;
    }

}

客户端场景类：

/**
 * 工厂方法模式客户端场景类
 * Created by blinkfox on 16-6-29.
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Factory factory = new ConcreteFactory();
        Product product1 = factory.createProduct(ConcreteProduct1.class);
        product1.method1();
        product1.method2();

        Product product2 = factory.createProduct(ConcreteProduct2.class);
        product2.method1();
        product2.method2();
    }

}

四、优缺点

1. 优点

  1. 在工厂方法模式中，工厂方法用来创建客户所需要的产品，同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节，用户只需要关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节，甚至无须知道具体产品类的类名。
  2. 基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够使工厂可以自主确定创建何种产品对象，而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式，是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。
  3. 使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时，无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无须修改客户端，也无须修改其他的具体工厂和具体产品，而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了。这样，系统的可扩展性也就变得非常好，完全符合“开闭原则”。

2. 缺点

  1. 在添加新产品时，需要编写新的具体产品类，而且还要提供与之对应的具体工厂类，系统中类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销。
  2. 由于考虑到系统的可扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度，且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术，增加了系统的实现难度。

3. 适用场景

  1. 一个类不知道它所需要的对象的类：在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对应的工厂即可，具体的产品对象由具体工厂类创建；客户端需要知道创建具体产品的工厂类。
  2. 一个类通过其子类来指定创建哪个对象：在工厂方法模式中，对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口，而由其子类来确定具体要创建的对象，利用面向对象的多态性和里氏代换原则，在程序运行时，子类对象将覆盖父类对象，从而使得系统更容易扩展。
  3. 将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个，客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类，需要时再动态指定，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。

五、模式在Spring源码中的体现

在 Spring 中，BeanFactory 是用于管理 Bean 的一个工厂，所有工厂都是 BeanFactory 的子类。这样我们可以通过 IOC 容器来管理访问 Bean，根据不同的策略调用 getBean() 方法，从而获得具体对象。

public interface BeanFactory {
    String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";
    Object getBean(String name) throws BeansException;
    <T> T getBean(String name, @Nullable 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, ResolvableType typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    boolean isTypeMatch(String name, @Nullable Class<?> typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    @Nullable
    Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    String[] getAliases(String name);
}