springboot 中使用工厂模式提供多种bean spring工厂模式的理解

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数据狂徒 2024-05-10 11:21:01

文章标签 设计模式 spring 工厂模式实例化单例模式 文章分类 架构后端开发

Spring入门主要使用了下面几个技术：工厂模式、单例模式、动态代理模式、面向接口编程，下面分几部分详细分析。

一）工厂模式

1、定义：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类，在23中设计模式中属于创建类模式。

工厂模式是最常用的设计模式之一，工厂模式就相当于创建实例对象的new，我们常要根据类生成实例对象如A a = new A()，工厂模式也是用来创建实例对象的，所以在new的时候就要注意是否可以提高改进一些使用工厂模式，虽然看起来很笨重，但是在实际系统开发中却可以提高系统可扩展性和减少代码修改量。

2、类图：

工厂方法模式简单实例

/**
 * 测试简单工厂模式
 */
public class TestSimpleFactoryPattern {
	public static void main(String[] args) {
		CarFactory factory = new CarFactory();
		Car c = factory.createCar("Audi");
		c.run();
	}

}
//汽车工厂
class CarFactory {
	public Car createCar(String type) {
		if ("Audi".equalsIgnoreCase(type)) {
			return new Audi();
		}else if ("Aoto".equalsIgnoreCase(type)) {
			return new Auto();
		}else {
			return null;
		}
	}
}
//汽车模型
interface Car {
	public void run();
}
//奥迪汽车实例对象
class Audi implements Car {
	public void run(){
		System.out.println("奥迪车开得快一点！");
	}
}
//奥拓汽车实例对象
class Auto implements Car {
	public void run(){
		System.out.println("奥拓车开得慢一点！");
	}
}

3、工厂模式优点：

首先需要说一下工厂模式。工厂模式根据抽象程度的不同分为三种：简单工厂模式（也叫静态工厂模式）、本文所讲述的工厂方法模式、以及抽象工厂模式。工厂模式是编程中经常用到的一种模式。它的主要优点有：

可以使代码结构清晰，有效地封装变化。在编程中，产品类的实例化有时候是比较复杂和多变的，通过工厂模式，将产品的实例化封装起来，使得调用者根本无需关心产品的实例化过程，只需依赖工厂即可得到自己想要的产品。
对调用者屏蔽具体的产品类。如果使用工厂模式，调用者只关心产品的接口就可以了，至于具体的实现，调用者根本无需关心。即使变更了具体的实现，对调用者来说没有任何影响。
降低耦合度。产品类的实例化通常来说是很复杂的，它需要依赖很多的类，而这些类对于调用者来说根本无需知道，如果使用了工厂方法，我们需要做的仅仅是实例化好产品类，然后交给调用者使用。对调用者来说，产品所依赖的类都是透明的。

工厂方法模式要素：

通过工厂方法模式的类图可以看到，工厂方法模式有四个要素：

工厂接口。工厂接口是工厂方法模式的核心，与调用者直接交互用来提供产品。在实际编程中，有时候也会使用一个抽象类来作为与调用者交互的接口，其本质上是一样的。
工厂实现。在编程中，工厂实现决定如何实例化产品，是实现扩展的途径，需要有多少种产品，就需要有多少个具体的工厂实现。
产品接口。产品接口的主要目的是定义产品的规范，所有的产品实现都必须遵循产品接口定义的规范。产品接口是调用者最为关心的，产品接口定义的优劣直接决定了调用者代码的稳定性。同样，产品接口也可以用抽象类来代替，但要注意最好不要违反里氏替换原则。
产品实现。实现产品接口的具体类，决定了产品在客户端中的具体行为。

4、适用场景：

不管是简单工厂模式，工厂方法模式还是抽象工厂模式，他们具有类似的特性，所以他们的适用场景也是类似的。

首先，作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过new就可以完成创建的对象，无需使用引入一个复杂的工厂模式。

其次，工厂模式是一种典型的解耦模式，迪米特法则在工厂模式中表现的尤为明显。假如调用者自己组装产品需要增加依赖关系时，可以考虑使用工厂模式。将会大大降低对象之间的耦合度。

再次，由于工厂模式是依靠抽象架构的，它把实例化产品的任务交由实现类完成，扩展性比较好。也就是说，当需要系统有比较好的扩展性时，可以考虑工厂模式，不同的产品用不同的实现工厂来组装。

5、典型应用

要说明工厂模式的优点，可能没有比组装汽车更合适的例子了。场景是这样的：汽车由发动机、轮、底盘组成，现在需要组装一辆车交给调用者。假如不使用工厂模式，代码如下：

class Engine {
	public void getStyle(){
		System.out.println("这是汽车的发动机");
	}
}
class Underpan {
	public void getStyle(){
		System.out.println("这是汽车的底盘");
	}
}
class Wheel {
	public void getStyle(){
		System.out.println("这是汽车的轮胎");
	}
}
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		Engine engine = new Engine();
		Underpan underpan = new Underpan();
		Wheel wheel = new Wheel();
		ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);//此实例不完整，ICar、Car未实现,y
		car.show();
	}
}

可以看到，调用者为了组装汽车还需要另外实例化发动机、底盘和轮胎，而这些汽车的组件是与调用者无关的，严重违反了迪米特法则，耦合度太高。并且非常不利于扩展。另外，本例中发动机、底盘和轮胎还是比较具体的，在实际应用中，可能这些产品的组件也都是抽象的，调用者根本不知道怎样组装产品。假如使用工厂方法的话，整个架构就显得清晰了许多。

nterface IFactory {
	public ICar createCar();
}
class Factory implements IFactory {
	public ICar createCar() {//此代码不完整
		Engine engine = new Engine();
		Underpan underpan = new Underpan();
		Wheel wheel = new Wheel();
		ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);
		return car;
	}
}
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		IFactory factory = new Factory();
		ICar car = factory.createCar();
		car.show();
	}
}

使用工厂方法后，调用端的耦合度大大降低了。并且对于工厂来说，是可以扩展的，以后如果想组装其他的汽车，只需要再增加一个工厂类的实现就可以。无论是灵活性还是稳定性都得到了极大的提高。

二）单例模式

1、概述

单例模式是23中设计模式最简单的一种创建类设计模式，单例模式的意思是一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类统称单例类。过往javaWeb最经典的单例模式就是Servlet类，Servlet类被设计成单例模式被所有线程共享！使用单例模式的好处还有节省内存，因为它限制了实例的个数，有利于java垃圾回收。

2、使用单例模式的好处

主要有三个方面的好处：

1）控制资源的使用，通过线程同步来控制资源的并发访问；

2）控制实例产生的数量，达到节省资源的目的；

3）作为通信媒介使用，也就是数据共享，在不建立直接关联的条件下，让多个不相关的两个线程或者进程之间实现通信。

3、类图

它有以下几个要素：

私有的构造方法
指向自己实例的私有静态引用
以自己实例为返回值的静态的公有的方法

4、单例分类

单例模式根据实例化对象时机的不同分为两种：饿汉式和懒汉式。饿汉式在单例类被加载时，实例化一个对象给自己使用；而懒汉式在调用取得实例方法的时候才会实例化对象。代码如下

//测试饿汉式
public class Singleton {
	private static Singleton singleton = new Singleton();
	private Singleton(){}
	public static Singleton getInstance(){
		return singleton;
	}	
}

public class Singleton {  //懒汉式
    private static Singleton singleton;  
    private Singleton(){}  
      
    public static synchronized Singleton getInstance(){  
        if(singleton==null){  
            singleton = new Singleton();  
        }  
        return singleton;  
    }  
}

//测试单例模式

public class TestSingleton {
	public static void main(String[] args) {
		ClassicSingleton s1 =  ClassicSingleton.getInstance();
		ClassicSingleton s2 =  ClassicSingleton.getInstance();
		System.out.println(s1==s2);//返回值为true
	}
}
class ClassicSingleton{
	private static ClassicSingleton instance = null;
	private ClassicSingleton() {
		//构造器私有，外部不能调用
	}	
	public static synchronized ClassicSingleton getInstance() {
		if (instance == null) {
			instance = new ClassicSingleton();
		}
		return instance;
	}
}

单例模式的优点：