Java設計模式（1）工廠模式（Factory模式）

時間 2019-11-12

標籤 java 設計模式工廠 factory 欄目 Java 简体版

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工廠模式定義：提供建立對象的接口。html

爲什麼使用工廠模式

工廠模式是咱們最經常使用的模式了，著名的Jive論壇，就大量使用了工廠模式，工廠模式在Java程序系統能夠說是隨處可見。

爲何工廠模式是如此經常使用？由於工廠模式就至關於建立實例對象的new，咱們常常要根據類Class生成實例對象，如A a=new A() 工廠模式也是用來建立實例對象的，因此之後new時就要多個心眼，是否能夠考慮實用工廠模式，雖然這樣作，可能多作一些工做，但會給你係統帶來更大的可擴展性和儘可能少的修改量。

咱們以類Sample爲例，若是咱們要建立Sample的實例對象：
Sample sample=new Sample();
但是，實際狀況是，一般咱們都要在建立sample實例時作點初始化的工做,好比賦值查詢數據庫等。

首先，咱們想到的是，可使用Sample的構造函數，這樣生成實例就寫成：
Sample sample=new Sample(參數);
可是，若是建立sample實例時所作的初始化工做不是象賦值這樣簡單的事，多是很長一段代碼，若是也寫入構造函數中，那你的代碼很難看了（就須要Refactor重整）。

爲何說代碼很難看，初學者可能沒有這種感受，咱們分析以下，初始化工做若是是很長一段代碼，說明要作的工做不少，將不少工做裝入一個方法中，至關於將不少雞蛋放在一個籃子裏，是很危險的，這也是有背於Java面向對象的原則，面向對象的封裝(Encapsulation)和分派(Delegation)告訴咱們，儘可能將長的代碼分派「切割」成每段，將每段再「封裝」起來(減小段和段之間偶合聯繫性)，這樣，就會將風險分散，之後若是須要修改，只要更改每段，不會再發生牽一動百的事情。

在本例中，首先，咱們須要將建立實例的工做與使用實例的工做分開，也就是說，讓建立實例所須要的大量初始化工做從Sample的構造函數中分離出去。

這時咱們就須要Factory工廠模式來生成對象了，不能再用上面簡單new Sample(參數)。還有,若是Sample有個繼承如MySample，按照面向接口編程，咱們須要將Sample抽象成一個接口。如今Sample是接口，有兩個子類MySample 和HisSample。咱們要實例化他們時,以下：
Sample mysample=new MySample(); Sample hissample=new HisSample();
隨着項目的深刻，Sample可能還會"生出不少兒子出來"，那麼咱們要對這些兒子一個個實例化，更糟糕的是，可能還要對之前的代碼進行修改：加入後來生出兒子的實例.這在傳統程序中是沒法避免的。

但若是你一開始就有意識使用了工廠模式，這些麻煩就沒有了。數據庫

工廠方法

你會創建一個專門生產Sample實例的工廠：編程

public class Factory{
    public static Sample creator(int which){
        //getClass 產生Sample 通常可以使用動態類裝載裝入類。
        if (which==1)
            return new SampleA();
        else if (which==2)
            return new SampleB();
    }
}

那麼在你的程序中，若是要實例化Sample時就使用
Sample sampleA=Factory.creator(1);
這樣，在整個就不涉及到Sample的具體子類，達到封裝效果，也就減小錯誤修改的機會，這個原理能夠用很通俗的話來比喻：就是具體事情作得越多，越容易範錯誤。這每一個作過具體工做的人都深有體會，相反，官作得越高，說出的話越抽象越籠統，範錯誤可能性就越少。好象咱們從編程序中也能悟出人生道理？

使用工廠方法要注意幾個角色，首先你要定義產品接口，如上面的Sample，產品接口下有Sample接口的實現類，如SampleA，其次要有一個factory類，用來生成產品Sample，以下圖，最右邊是生產的對象Sample：設計模式

進一步稍微複雜一點，就是在工廠類上進行拓展，工廠類也有繼承它的實現類concreteFactory了。函數

抽象工廠

工廠模式中有：工廠方法(Factory Method)和抽象工廠(Abstract Factory)。

這兩個模式區別在於須要建立對象的複雜程度上。若是咱們建立對象的方法變得複雜了，如上面工廠方法中是建立一個對象Sample，若是咱們還有新的產品接口Sample2。

這裏假設：Sample有兩個concrete類SampleA和SamleB，而Sample2也有兩個concrete類Sample2A和SampleB2，那麼，咱們就將上例中Factory變成抽象類，將共同部分封裝在抽象類中，不一樣部分使用子類實現，下面就是將上例中的Factory拓展成抽象工廠：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 }
}

從上面看到兩個工廠各自生產出一套Sample和Sample2，也許你會疑問，爲何我不可使用兩個工廠方法來分別生產Sample和Sample2？

抽象工廠還有另一個關鍵要點，是由於 SimpleFactory內，生產Sample和生產Sample2的方法之間有必定聯繫，因此纔要將這兩個方法捆綁在一個類中，這個工廠類有其自己特徵，也許製造過程是統一的，好比：製造工藝比較簡單，因此名稱叫SimpleFactory。

在實際應用中，工廠方法用得比較多一些，並且是和動態類裝入器組合在一塊兒應用，spa

Java工廠模式舉例

咱們以Jive的ForumFactory爲例，這個例子在前面的Singleton模式中咱們討論過，如今再討論其工廠模式：設計

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 單態模式
        if (factory == null) {
            synchronized(initLock) {
                if (factory == null) { ......
                        try {
                            //動態轉載類
                            Class c = Class.forName(className);
                            factory = (ForumFactory)c.newInstance();
                        } catch (Exception e) { return null; }
                 }
            }
        }
        //Now, 返回 proxy.用來限制受權對forum的訪問
        return new ForumFactoryProxy(authorization, factory,factory.getPermissions(authorization));
    }
    //真正建立forum的方法由繼承forumfactory的子類去完成.
    public abstract Forum createForum(String name, String description)
        throws UnauthorizedException, ForumAlreadyExistsException;
    ....
}

由於如今的Jive是經過數據庫系統存放論壇帖子等內容數據，若是但願更改成經過文件系統實現，這個工廠方法ForumFactory就提供了提供動態接口：
private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory";
你可使用本身開發的建立forum的方法代替com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory就能夠。

在上面的一段代碼中一共用了三種模式，除了工廠模式外，還有Singleton單態模式，以及proxy模式,proxy模式主要用來受權用戶對forum的訪問，由於訪問forum有兩種人：一個是註冊用戶一個是遊客guest，那麼那麼相應的權限就不同，並且這個權限是貫穿整個系統的，所以創建一個proxy，相似網關的概念，能夠很好的達到這個效果。

看看Java寵物店中的CatalogDAOFactory：3d

public class CatalogDAOFactory {
    /**
      * 本方法制定一個特別的子類來實現DAO模式。
      * 具體子類定義是在J2EE的部署描述器中。
    */
        public static CatalogDAO getDAO() throws CatalogDAOSysException{
            CatalogDAO catDao = null;
            try {
                InitialContext ic = new InitialContext();
                //動態裝入CATALOG_DAO_CLASS
                //能夠定義本身的CATALOG_DAO_CLASS，從而在無需變動太多代碼
                //的前提下，完成系統的巨大變動。
                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是典型的工廠方法，catDao是經過動態類裝入器className得到CatalogDAOFactory具體實現子類，這個實現子類在Java寵物店是用來操做catalog數據庫，用戶能夠根據數據庫的類型不一樣，定製本身的具體實現子類，將本身的子類名給與CATALOG_DAO_CLASS變量就能夠。

因而可知，工廠方法確實爲系統結構提供了很是靈活強大的動態擴展機制，只要咱們更換一下具體的工廠方法，系統其餘地方無需一點變換，就有可能將系統功能進行改頭換面的變化。代理

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