前言
設計模式(Design Pattern)是一套被反覆使用、多數人知曉的、通過分類編目的、代碼設計經驗的總結，使用設計模式是爲了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解而且保證代碼可靠性。html
本文主要介紹簡單工廠模式及典型應用，內容以下：java
簡單工廠模式的介紹python
簡單工廠模式的典型應用及源碼分析mysql
Calendar 類獲取日曆類對象sql
JDBC 獲取數據庫鏈接數據庫
LoggerFactory 獲取 Logger 對象設計模式
簡單工廠模式
工廠模式是最經常使用的一類建立型設計模式，包括 抽象工廠模式，工廠方法模式和簡單工廠模式 這三種，簡單工廠模式是其中最簡單的一種數組
簡單工廠模式(Simple Factory Pattern)：定義一個工廠類，它能夠根據參數的不一樣返回不一樣類的實例，被建立的實例一般都具備共同的父類。安全
由於在簡單工廠模式中用於建立實例的方法是靜態(static)方法，所以簡單工廠模式又被稱爲靜態工廠方法(Static Factory Method)模式，它屬於類建立型模式，但不屬於GOF23種設計模式微信
角色
Factory（工廠角色）：工廠角色即工廠類，它是簡單工廠模式的核心，負責實現建立全部產品實例的內部邏輯；工廠類能夠被外界直接調用，建立所需的產品對象；在工廠類中提供了靜態的工廠方法factoryMethod()，它的返回類型爲抽象產品類型Product
Product（抽象產品角色）：它是工廠類所建立的全部對象的父類，封裝了各類產品對象的公有方法，它的引入將提升系統的靈活性，使得在工廠類中只需定義一個通用的工廠方法，由於全部建立的具體產品對象都是其子類對象。
ConcreteProduct（具體產品角色）：它是簡單工廠模式的建立目標，全部被建立的對象都充當這個角色的某個具體類的實例。每個具體產品角色都繼承了抽象產品角色，須要實如今抽象產品中聲明的抽象方法
在簡單工廠模式中，客戶端經過工廠類來建立一個產品類的實例，而無須直接使用new關鍵字來建立對象，它是工廠模式家族中最簡單的一員
示例
抽象產品類 Video，定義了抽象方法 produce()
public abstract class Video {
public abstract void produce();
}
具體產品類 JavaVideo 和 PythonVideo，都繼承了抽象產品類 Video
public class JavaVideo extends Video {
@Override
public void produce() {
System.out.println("錄製Java課程視頻");
}
}
public class PythonVideo extends Video {
@Override
public void produce() {
System.out.println("錄製Python課程視頻");
}
}
工廠類實現的兩種方法：使用if-else判斷和使用反射來建立對象
public class VideoFactory {
/**
* 使用if else 判斷類型，type 爲 Java 則返回 JavaVideo， type爲Python則返回 PythonVideo
*/
public Video getVideo(String type) {
if ("java".equalsIgnoreCase(type)) {
return new JavaVideo();
} else if ("python".equalsIgnoreCase(type)) {
return new PythonVideo();
}
return null;
}
/**
* 使用反射來建立對象
*/
public Video getVideo(Class c) {
Video video = null;
try {
video = (Video) Class.forName(c.getName()).newInstance();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
return video;
}
}
使用一個客戶端來調用工廠類
public class Test {
public static void main(String[] args) {
VideoFactory videoFactory = new VideoFactory();
Video video1 = videoFactory.getVideo("python");
if (video1 == null) {
return;
}
video1.produce();
Video video2 = videoFactory.getVideo(JavaVideo.class);
if (video2 == null) {
return;
}
video2.produce();
}
}
輸出
錄製Python課程視頻
錄製Java課程視頻
Test 類經過傳遞參數給 VideoFactory.getVideo() 來獲取對象，建立對象的邏輯交給了工廠類 VideoFactory 來完成
簡單工廠模式總結
簡單工廠模式的主要優勢以下：
工廠類包含必要的判斷邏輯，能夠決定在何時建立哪個產品類的實例，客戶端能夠免除直接建立產品對象的職責，而僅僅「消費」產品，簡單工廠模式實現了對象建立和使用的分離。
客戶端無須知道所建立的具體產品類的類名，只須要知道具體產品類所對應的參數便可，對於一些複雜的類名，經過簡單工廠模式能夠在必定程度減小使用者的記憶量。
經過引入配置文件，能夠在不修改任何客戶端代碼的狀況下更換和增長新的具體產品類，在必定程度上提升了系統的靈活性。
簡單工廠模式的主要缺點以下：
因爲工廠類集中了全部產品的建立邏輯，職責太重，一旦不能正常工做，整個系統都要受到影響。
使用簡單工廠模式勢必會增長系統中類的個數（引入了新的工廠類），增長了系統的複雜度和理解難度。
系統擴展困難，一旦添加新產品就不得不修改工廠邏輯，在產品類型較多時，有可能形成工廠邏輯過於複雜，不利於系統的擴展和維護，且違背開閉原則。
簡單工廠模式因爲使用了靜態工廠方法，形成工廠角色沒法造成基於繼承的等級結構。
適用場景：
工廠類負責建立的對象比較少，因爲建立的對象較少，不會形成工廠方法中的業務邏輯太過複雜。
客戶端只知道傳入工廠類的參數，對於如何建立對象並不關心。
簡單工廠模式的典型應用及源碼分析
Calendar 類獲取日曆類對象
Calendar 抽象類，該類的子類有 BuddhistCalendar、JapaneseImperialCalendar、GregorianCalendar、RollingCalendar等
getInstance方法，根據參數獲取一個Calendar子類對象，該方法實際將參數傳給 createCalendar 方法，createCalendar 在根據參數經過 provider 或 switch 或者 if-else 建立相應的子類對象
如下爲 Java8 中的 Calendar 類代碼，Java7 中的實現爲 if-else 方式
public static Calendar getInstance(TimeZone zone, Locale aLocale) {
return createCalendar(zone, aLocale);
}
private static Calendar createCalendar(TimeZone zone, Locale aLocale) {
CalendarProvider provider = LocaleProviderAdapter.getAdapter(CalendarProvider.class, aLocale).getCalendarProvider();
if (provider != null) {
try {
return provider.getInstance(zone, aLocale);
} catch (IllegalArgumentException iae) {
}
}
Calendar cal = null;
if (aLocale.hasExtensions()) {
String caltype = aLocale.getUnicodeLocaleType("ca");
if (caltype != null) {
switch (caltype) {
case "buddhist":
cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale); break;
case "japanese":
cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale); break;
case "gregory":
cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale); break;
}
}
}
if (cal == null) {
if (aLocale.getLanguage() == "th" && aLocale.getCountry() == "TH") {
cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
} else if (aLocale.getVariant() == "JP" && aLocale.getLanguage() == "ja" && aLocale.getCountry() == "JP") {
cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
} else {
cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
}
}
return cal;
}
能夠看到抽象產品角色和工廠角色都由 Calendar 擔任，具體產品角色由 Calendar 的子類擔任
JDBC 獲取數據庫鏈接
通常JDBC獲取MySQL鏈接的寫法以下：
//加載MySql驅動
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test", "root", "123456");
首先經過反射加載驅動類 com.mysql.jdbc.Driver 類，而後再經過 DriverManager 獲取鏈接
看看 com.mysql.jdbc.Driver 的代碼，該類主要的內容是靜態代碼塊，其會隨着類的加載一塊執行
public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
public Driver() throws SQLException {
}
static {
try {
DriverManager.registerDriver(new Driver());
} catch (SQLException var1) {
throw new RuntimeException("Can't register driver!");
}
}
}
靜態代碼塊：new 一個 Driver 類並註冊到 DriverManager 驅動管理類中
public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver, DriverAction da) throws SQLException {
/* Register the driver if it has not already been added to our list */
if(driver != null) {
registeredDrivers.addIfAbsent(new DriverInfo(driver, da));
} else {
throw new NullPointerException();
}
println("registerDriver: " + driver);
}
其中的 registeredDrivers 是一個 CopyOnWriteArrayList 對象
private final static CopyOnWriteArrayList<DriverInfo> registeredDrivers = new CopyOnWriteArrayList<>();
CopyOnWriteArrayList是Java併發包中提供的一個併發容器，它是個線程安全且讀操做無鎖的ArrayList，寫操做則經過建立底層數組的新副原本實現，是一種讀寫分離的併發策略，咱們也能夠稱這種容器爲"寫時複製器"，Java併發包中相似的容器還有CopyOnWriteSet
一篇CopyOnWriteArrayList的文章：https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6881974.html
再經過 DriverManager.getConnection 獲取鏈接對象的主要代碼以下：經過for循環從已註冊的驅動中(registeredDrivers)獲取驅動，嘗試鏈接，成功則返回鏈接
private static Connection getConnection(String url, java.util.Properties info, Class<?> caller) throws SQLException {
// ...省略...
println("DriverManager.getConnection(\"" + url + "\")");
for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) {
// If the caller does not have permission to load the driver then skip it.
if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) {
try {
println(" trying " + aDriver.driver.getClass().getName());
Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);
if (con != null) {
// Success!
println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName());
return (con);
}
} catch (SQLException ex) {
if (reason == null) {
reason = ex;
}
}
} else {
println(" skipping: " + aDriver.getClass().getName());
}
}
// ...省略...
}
工廠角色爲 DriverManager 類，抽象產品角色爲 Connection，具體產品角色則不少
Logback 中的 LoggerFactory 獲取 Logger 對象
查看 LoggerFactory 類的 getLogger 方法，可看到調用了 iLoggerFactory.getLogger()，其中 iLoggerFactory 是一個接口
public static Logger getLogger(String name) {
ILoggerFactory iLoggerFactory = getILoggerFactory();
return iLoggerFactory.getLogger(name);
}
public static Logger getLogger(Class clazz) {
return getLogger(clazz.getName());
}
iLoggerFactory 接口只有一個 getLogger 方法
public interface ILoggerFactory {
Logger getLogger(String var1);
}
查看其子類依賴關係
再看一個子類 LoggerContext 對 ILoggerFactory 的實現
可看到這是經過 if-else 方式的簡單工廠模式
工廠角色爲 iLoggerFactory 接口的子類如 LoggerContext，抽象產品角色爲 Logger，具體產品角色爲 Logger 的子類，主要是 NOPLogger 和 Logger 類
小結
下一篇介紹工廠方法及典型應用
參考：
劉偉：設計模式Java版
慕課網java設計模式精講 Debug 方式+內存分析
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