設計模式之Factory
板橋里人 http://www.jdon.com 2002/10/07（轉載請保留）
模式實(shí)戰書(shū)籍《Java實(shí)用系統開(kāi)發(fā)指南》
工廠(chǎng)模式定義:提供創(chuàng )建對象的接口.
為何使用?
工廠(chǎng)模式是我們最常用的模式了,著(zhù)名的Jive論壇 ,就大量使用了工廠(chǎng)模式，工廠(chǎng)模式在Java程序系統可以說(shuō)是隨處可見(jiàn)。
為什么工廠(chǎng)模式是如此常用？因為工廠(chǎng)模式就相當于創(chuàng )建實(shí)例對象的new，我們經(jīng)常要根據類(lèi)Class生成實(shí)例對象，如A a=new A() 工廠(chǎng)模式也是用來(lái)創(chuàng )建實(shí)例對象的，所以以后new時(shí)就要多個(gè)心眼，是否可以考慮實(shí)用工廠(chǎng)模式，雖然這樣做，可能多做一些工作，但會(huì )給你系統帶來(lái)更大的可擴展性和盡量少的修改量。
我們以類(lèi)Sample為例， 如果我們要創(chuàng )建Sample的實(shí)例對象:
Sample sample=new Sample();
可是，實(shí)際情況是，通常我們都要在創(chuàng )建sample實(shí)例時(shí)做點(diǎn)初始化的工作,比如賦值 查詢(xún)數據庫等。
首先，我們想到的是，可以使用Sample的構造函數，這樣生成實(shí)例就寫(xiě)成:
Sample sample=new Sample(參數);
但是，如果創(chuàng )建sample實(shí)例時(shí)所做的初始化工作不是象賦值這樣簡(jiǎn)單的事，可能是很長(cháng)一段代碼，如果也寫(xiě)入構造函數中，那你的代碼很難看了（就需要Refactor重整）。
為什么說(shuō)代碼很難看，初學(xué)者可能沒(méi)有這種感覺(jué)，我們分析如下，初始化工作如果是很長(cháng)一段代碼，說(shuō)明要做的工作很多，將很多工作裝入一個(gè)方法中，相當于將很多雞蛋放在一個(gè)籃子里，是很危險的，這也是有背于Java面向對象的原則，面向對象的封裝(Encapsulation)和分派(Delegation)告訴我們，盡量將長(cháng)的代碼分派“切割”成每段，將每段再“封裝”起來(lái)(減少段和段之間偶合聯(lián)系性)，這樣，就會(huì )將風(fēng)險分散，以后如果需要修改，只要更改每段，不會(huì )再發(fā)生牽一動(dòng)百的事情。
在本例中，首先，我們需要將創(chuàng )建實(shí)例的工作與使用實(shí)例的工作分開(kāi), 也就是說(shuō)，讓創(chuàng )建實(shí)例所需要的大量初始化工作從Sample的構造函數中分離出去。
這時(shí)我們就需要Factory工廠(chǎng)模式來(lái)生成對象了，不能再用上面簡(jiǎn)單new Sample(參數)。還有,如果Sample有個(gè)繼承如MySample, 按照面向接口編程,我們需要將Sample抽象成一個(gè)接口.現在Sample是接口,有兩個(gè)子類(lèi)MySample 和HisSample .我們要實(shí)例化他們時(shí),如下:
Sample mysample=new MySample();
Sample hissample=new HisSample();
隨著(zhù)項目的深入,Sample可能還會(huì )"生出很多兒子出來(lái)", 那么我們要對這些兒子一個(gè)個(gè)實(shí)例化,更糟糕的是,可能還要對以前的代碼進(jìn)行修改:加入后來(lái)生出兒子的實(shí)例.這在傳統程序中是無(wú)法避免的.
但如果你一開(kāi)始就有意識使用了工廠(chǎng)模式,這些麻煩就沒(méi)有了.
工廠(chǎng)方法
你會(huì )建立一個(gè)專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)Sample實(shí)例的工廠(chǎng):
| public class Factory{ public static Sample creator(int which){ //getClass 產(chǎn)生Sample 一般可使用動(dòng)態(tài)類(lèi)裝載裝入類(lèi)。 } } |
那么在你的程序中,如果要實(shí)例化Sample時(shí).就使用
Sample sampleA=Factory.creator(1);
這樣,在整個(gè)就不涉及到Sample的具體子類(lèi),達到封裝效果,也就減少錯誤修改的機會(huì ),這個(gè)原理可以用很通俗的話(huà)來(lái)比喻:就是具體事情做得越多,越容易范錯誤.這每個(gè)做過(guò)具體工作的人都深有體會(huì ),相反,官做得越高,說(shuō)出的話(huà)越抽象越籠統,范錯誤可能性就越少.好象我們從編程序中也能悟出人生道理?呵呵.
使用工廠(chǎng)方法 要注意幾個(gè)角色，首先你要定義產(chǎn)品接口，如上面的Sample,產(chǎn)品接口下有Sample接口的實(shí)現類(lèi),如SampleA,其次要有一個(gè)factory類(lèi)，用來(lái)生成產(chǎn)品Sample，如下圖，最右邊是生產(chǎn)的對象Sample：
進(jìn)一步稍微復雜一點(diǎn)，就是在工廠(chǎng)類(lèi)上進(jìn)行拓展，工廠(chǎng)類(lèi)也有繼承它的實(shí)現類(lèi)concreteFactory了。
抽象工廠(chǎng)
工廠(chǎng)模式中有: 工廠(chǎng)方法(Factory Method) 抽象工廠(chǎng)(Abstract Factory).
這兩個(gè)模式區別在于需要創(chuàng )建對象的復雜程度上。如果我們創(chuàng )建對象的方法變得復雜了,如上面工廠(chǎng)方法中是創(chuàng )建一個(gè)對象Sample,如果我們還有新的產(chǎn)品接口Sample2.
這里假設：Sample有兩個(gè)concrete類(lèi)SampleA和SamleB，而Sample2也有兩個(gè)concrete類(lèi)Sample2A和SampleB2
那么，我們就將上例中Factory變成抽象類(lèi),將共同部分封裝在抽象類(lèi)中,不同部分使用子類(lèi)實(shí)現，下面就是將上例中的Factory拓展成抽象工廠(chǎng):
| public abstract class Factory{ public abstract Sample creator(); public abstract Sample2 creator(String name); } public class SimpleFactory extends Factory{ public Sample creator(){ public Sample2 creator(String name){ } public class BombFactory extends Factory{ public Sample creator(){ public Sample2 creator(String name){ } |
從上面看到兩個(gè)工廠(chǎng)各自生產(chǎn)出一套Sample和Sample2,也許你會(huì )疑問(wèn)，為什么我不可以使用兩個(gè)工廠(chǎng)方法來(lái)分別生產(chǎn)Sample和Sample2?
抽象工廠(chǎng)還有另外一個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)，是因為 SimpleFactory內，生產(chǎn)Sample和生產(chǎn)Sample2的方法之間有一定聯(lián)系，所以才要將這兩個(gè)方法捆綁在一個(gè)類(lèi)中，這個(gè)工廠(chǎng)類(lèi)有其本身特征，也許制造過(guò)程是統一的，比如：制造工藝比較簡(jiǎn)單，所以名稱(chēng)叫SimpleFactory。
在實(shí)際應用中，工廠(chǎng)方法用得比較多一些，而且是和動(dòng)態(tài)類(lèi)裝入器組合在一起應用，
舉例
我們以Jive的ForumFactory為例，這個(gè)例子在前面的Singleton模式中我們討論過(guò)，現在再討論其工廠(chǎng)模式:
| public abstract class ForumFactory { private static Object initLock = new Object(); public static ForumFactory getInstance(Authorization authorization) { try { //Now, 返回 proxy.用來(lái)限制授權對forum的訪(fǎng)問(wèn) //真正創(chuàng )建forum的方法由繼承forumfactory的子類(lèi)去完成. .... } |
因為現在的Jive是通過(guò)數據庫系統存放論壇帖子等內容數據,如果希望更改為通過(guò)文件系統實(shí)現,這個(gè)工廠(chǎng)方法ForumFactory就提供了提供動(dòng)態(tài)接口:
private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory";
你可以使用自己開(kāi)發(fā)的創(chuàng )建forum的方法代替com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory就可以.
在上面的一段代碼中一共用了三種模式,除了工廠(chǎng)模式外,還有Singleton單態(tài)模式,以及proxy模式,proxy模式主要用來(lái)授權用戶(hù)對forum的訪(fǎng)問(wèn),因為訪(fǎng)問(wèn)forum有兩種人:一個(gè)是注冊用戶(hù)一個(gè)是游客guest,那么那么相應的權限就不一樣,而且這個(gè)權限是貫穿整個(gè)系統的,因此建立一個(gè)proxy,類(lèi)似網(wǎng)關(guān)的概念,可以很好的達到這個(gè)效果.
看看Java寵物店中的CatalogDAOFactory:
| public class CatalogDAOFactory { /** * 本方法制定一個(gè)特別的子類(lèi)來(lái)實(shí)現DAO模式。 public static CatalogDAO getDAO() throws CatalogDAOSysException { CatalogDAO catDao = null; try { InitialContext ic = new InitialContext(); String className =(String) ic.lookup(JNDINames.CATALOG_DAO_CLASS); catDao = (CatalogDAO) Class.forName(className).newInstance(); } catch (NamingException ne) { throw new CatalogDAOSysException(" } catch (Exception se) { throw new CatalogDAOSysException(" } return catDao; } } |
CatalogDAOFactory是典型的工廠(chǎng)方法，catDao是通過(guò)動(dòng)態(tài)類(lèi)裝入器className獲得CatalogDAOFactory具體實(shí)現子類(lèi)，這個(gè)實(shí)現子類(lèi)在Java寵物店是用來(lái)操作catalog數據庫，用戶(hù)可以根據數據庫的類(lèi)型不同，定制自己的具體實(shí)現子類(lèi)，將自己的子類(lèi)名給與CATALOG_DAO_CLASS變量就可以。
由此可見(jiàn)，工廠(chǎng)方法確實(shí)為系統結構提供了非常靈活強大的動(dòng)態(tài)擴展機制，只要我們更換一下具體的工廠(chǎng)方法，系統其他地方無(wú)需一點(diǎn)變換，就有可能將系統功能進(jìn)行改頭換面的變化。
設計模式如何在具體項目中應用見(jiàn)《Java實(shí)用系統開(kāi)發(fā)指南》
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