Java设计模式（1）工厂模式（Factory模式）

时间 2019-11-12

标签 java 设计模式工厂 factory 栏目 Java 繁體版

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工厂模式定义：提供建立对象的接口。html

为什么使用工厂模式

工厂模式是咱们最经常使用的模式了，著名的Jive论坛，就大量使用了工厂模式，工厂模式在Java程序系统能够说是随处可见。

为何工厂模式是如此经常使用？由于工厂模式就至关于建立实例对象的new，咱们常常要根据类Class生成实例对象，如A a=new A() 工厂模式也是用来建立实例对象的，因此之后new时就要多个心眼，是否能够考虑实用工厂模式，虽然这样作，可能多作一些工做，但会给你系统带来更大的可扩展性和尽可能少的修改量。

咱们以类Sample为例，若是咱们要建立Sample的实例对象：
Sample sample=new Sample();
但是，实际状况是，一般咱们都要在建立sample实例时作点初始化的工做,好比赋值查询数据库等。

首先，咱们想到的是，可使用Sample的构造函数，这样生成实例就写成：
Sample sample=new Sample(参数);
可是，若是建立sample实例时所作的初始化工做不是象赋值这样简单的事，多是很长一段代码，若是也写入构造函数中，那你的代码很难看了（就须要Refactor重整）。

为何说代码很难看，初学者可能没有这种感受，咱们分析以下，初始化工做若是是很长一段代码，说明要作的工做不少，将不少工做装入一个方法中，至关于将不少鸡蛋放在一个篮子里，是很危险的，这也是有背于Java面向对象的原则，面向对象的封装(Encapsulation)和分派(Delegation)告诉咱们，尽可能将长的代码分派“切割”成每段，将每段再“封装”起来(减小段和段之间偶合联系性)，这样，就会将风险分散，之后若是须要修改，只要更改每段，不会再发生牵一动百的事情。

在本例中，首先，咱们须要将建立实例的工做与使用实例的工做分开，也就是说，让建立实例所须要的大量初始化工做从Sample的构造函数中分离出去。

这时咱们就须要Factory工厂模式来生成对象了，不能再用上面简单new Sample(参数)。还有,若是Sample有个继承如MySample，按照面向接口编程，咱们须要将Sample抽象成一个接口。如今Sample是接口，有两个子类MySample 和HisSample。咱们要实例化他们时,以下：
Sample mysample=new MySample(); Sample hissample=new HisSample();
随着项目的深刻，Sample可能还会"生出不少儿子出来"，那么咱们要对这些儿子一个个实例化，更糟糕的是，可能还要对之前的代码进行修改：加入后来生出儿子的实例.这在传统程序中是没法避免的。

但若是你一开始就有意识使用了工厂模式，这些麻烦就没有了。数据库

工厂方法

你会创建一个专门生产Sample实例的工厂：编程

public class Factory{
    public static Sample creator(int which){
        //getClass 产生Sample 通常可以使用动态类装载装入类。
        if (which==1)
            return new SampleA();
        else if (which==2)
            return new SampleB();
    }
}

那么在你的程序中，若是要实例化Sample时就使用
Sample sampleA=Factory.creator(1);
这样，在整个就不涉及到Sample的具体子类，达到封装效果，也就减小错误修改的机会，这个原理能够用很通俗的话来比喻：就是具体事情作得越多，越容易范错误。这每一个作过具体工做的人都深有体会，相反，官作得越高，说出的话越抽象越笼统，范错误可能性就越少。好象咱们从编程序中也能悟出人生道理？

使用工厂方法要注意几个角色，首先你要定义产品接口，如上面的Sample，产品接口下有Sample接口的实现类，如SampleA，其次要有一个factory类，用来生成产品Sample，以下图，最右边是生产的对象Sample：设计模式

进一步稍微复杂一点，就是在工厂类上进行拓展，工厂类也有继承它的实现类concreteFactory了。函数

抽象工厂

工厂模式中有：工厂方法(Factory Method)和抽象工厂(Abstract Factory)。

这两个模式区别在于须要建立对象的复杂程度上。若是咱们建立对象的方法变得复杂了，如上面工厂方法中是建立一个对象Sample，若是咱们还有新的产品接口Sample2。

这里假设：Sample有两个concrete类SampleA和SamleB，而Sample2也有两个concrete类Sample2A和SampleB2，那么，咱们就将上例中Factory变成抽象类，将共同部分封装在抽象类中，不一样部分使用子类实现，下面就是将上例中的Factory拓展成抽象工厂：ui

public abstract class Factory{
    public abstract Sample creator();
    public abstract Sample2 creator(String name);
}
public class SimpleFactory extends Factory{
    public Sample creator(){ ......... return new SampleA }
    public Sample2 creator(String name){ ......... return new Sample2A }
}
public class BombFactory extends Factory{
    public Sample creator(){ ...... return new SampleB }
    public Sample2 creator(String name){ ...... return new Sample2B }
}

从上面看到两个工厂各自生产出一套Sample和Sample2，也许你会疑问，为何我不可使用两个工厂方法来分别生产Sample和Sample2？

抽象工厂还有另一个关键要点，是由于 SimpleFactory内，生产Sample和生产Sample2的方法之间有必定联系，因此才要将这两个方法捆绑在一个类中，这个工厂类有其自己特征，也许制造过程是统一的，好比：制造工艺比较简单，因此名称叫SimpleFactory。

在实际应用中，工厂方法用得比较多一些，并且是和动态类装入器组合在一块儿应用，spa

Java工厂模式举例

咱们以Jive的ForumFactory为例，这个例子在前面的Singleton模式中咱们讨论过，如今再讨论其工厂模式：设计

public abstract class ForumFactory {
    private static Object initLock = new Object(); private static String className ="com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory"; private static ForumFactory factory = null;
    public static ForumFactory getInstance(Authorization authorization) {
        //If no valid authorization passed in, return null.
        if (authorization == null) { return null; }
        //如下使用了Singleton 单态模式
        if (factory == null) {
            synchronized(initLock) {
                if (factory == null) { ......
                        try {
                            //动态转载类
                            Class c = Class.forName(className);
                            factory = (ForumFactory)c.newInstance();
                        } catch (Exception e) { return null; }
                 }
            }
        }
        //Now, 返回 proxy.用来限制受权对forum的访问
        return new ForumFactoryProxy(authorization, factory,factory.getPermissions(authorization));
    }
    //真正建立forum的方法由继承forumfactory的子类去完成.
    public abstract Forum createForum(String name, String description)
        throws UnauthorizedException, ForumAlreadyExistsException;
    ....
}

由于如今的Jive是经过数据库系统存放论坛帖子等内容数据，若是但愿更改成经过文件系统实现，这个工厂方法ForumFactory就提供了提供动态接口：
private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory";
你可使用本身开发的建立forum的方法代替com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory就能够。

在上面的一段代码中一共用了三种模式，除了工厂模式外，还有Singleton单态模式，以及proxy模式,proxy模式主要用来受权用户对forum的访问，由于访问forum有两种人：一个是注册用户一个是游客guest，那么那么相应的权限就不同，并且这个权限是贯穿整个系统的，所以创建一个proxy，相似网关的概念，能够很好的达到这个效果。

看看Java宠物店中的CatalogDAOFactory：3d

public class CatalogDAOFactory {
    /**
      * 本方法制定一个特别的子类来实现DAO模式。
      * 具体子类定义是在J2EE的部署描述器中。
    */
        public static CatalogDAO getDAO() throws CatalogDAOSysException{
            CatalogDAO catDao = null;
            try {
                InitialContext ic = new InitialContext();
                //动态装入CATALOG_DAO_CLASS
                //能够定义本身的CATALOG_DAO_CLASS，从而在无需变动太多代码
                //的前提下，完成系统的巨大变动。
                String className =(String) ic.lookup(JNDINames.CATALOG_DAO_CLASS);
                catDao = (CatalogDAO) Class.forName(className).newInstance();
            } catch (NamingException ne) {
                throw new CatalogDAOSysException(" CatalogDAOFactory.getDAO: NamingException while getting DAO type : \n" + ne.getMessage());
            } catch (Exception se) {
                throw new CatalogDAOSysException("CatalogDAOFactory.getDAO: Exception while getting DAO type : \n" + se.getMessage());
           }
           return catDao;
    }
}

CatalogDAOFactory是典型的工厂方法，catDao是经过动态类装入器className得到CatalogDAOFactory具体实现子类，这个实现子类在Java宠物店是用来操做catalog数据库，用户能够根据数据库的类型不一样，定制本身的具体实现子类，将本身的子类名给与CATALOG_DAO_CLASS变量就能够。

因而可知，工厂方法确实为系统结构提供了很是灵活强大的动态扩展机制，只要咱们更换一下具体的工厂方法，系统其余地方无需一点变换，就有可能将系统功能进行改头换面的变化。代理

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