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设计模式系列:
30分钟学透设计模式1-单例模式的前世今生
30分钟学透设计模式2-随处可见的Builder模式
30分钟学透设计模式3-使用最多的Iterator模式
30分钟学透设计模式4-最简单的面向接口编程-简单工厂模式
30分钟学透设计模式5-从代理模式到AOP
一、概述
1、定义
简单工厂:提供一个创建对象实例的功能,而无需关心其具体实现。被创建实例的类型可以是接口、抽象类或具体的实现类。
通俗地讲,需要创建的对象叫做产品 ,创建对象的地方叫做工厂,你只管使用产品,不用想它是怎么生产出来的 。
2、模式构成
- Factory: 工厂角色,负责实现创建所有实例的内部逻辑
- Product: 抽象产品角色,是所创建的所有对象的父类,负责描述所有实例所共有的公共接口
- ConcreteProduct: 具体实现Product接口的实现类,可能会有多个
简单的说,Factory可以理解为富士康,Product为手机。具体的ConcreteProduct可以是苹果、小米等等。
用户只管从“工厂”买手机,然后使用手机,不需要关心手机是怎么组装起来的。
二、实现一个简单工厂
1、定义一个接口类:Phone
public interface Phone {
void call(String s);
}
2、定义一个类Impl,用来实现接口Phone
public class Impl implements Phone {
public void call(String s) {
System.out.println("impl call: " + s);
}
}
接口有了,实现类有了,我们通常是怎么用的呢?
Phone p = new Impl();
但是,这样使用者需要提前知道具体实现类impl,接口和实现类并没有解耦。我们只需在二者中间加个工厂即可。
3、定义一个工厂类Factory,其内部用来调用Impl
public class Factory {
public static Phone createPhone() {
return new Impl();
}
}
至此,简单工厂的三大角色凑齐了,可以召唤神龙了。我们来看看怎么使用呢?
4、实现一个测试类,用来使用简单工厂
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Phone phone = Factory.createPhone();
phone.call("hello world");
}
}
三、模式分析
- 简单工厂的本质可以理解为客户端对实现类的选择实现,只是这种选择被工厂类所持有,但具体的实现逻辑仍由实现类实现。
- 把创建和对象业务处理分离,可以降低系统耦合度,使两者的修改都相对容易
- Factory它是一个具体的类,非接口或者抽象类。有一个重要的create()方法。如果生产不同的手机,需要利用if或者 switch创建产品并返回。
- create()方法通常是静态的,所以也称之为静态工厂。
1、模式优缺点
- 优点:
封装与解耦:简单工厂通过封装组件,使得外部可以通过接口进行访问。并且实现了客户端和实现类的解耦。 - 缺点:增加了系统的复杂度和代码的可阅读性。
2、模式使用场景
解耦:如果想要完全封装实现类,让外部只能通过接口来操作,则可以选用简单工厂。客户端只需通过工厂来调用相关接口,而无需关心具体实现。
统一管理:把对外创建对象的职责集中管理,可以选用简单工厂。一个简单工厂可以创建很多的、不相关的对象,从而实现集中管理和控制。简单的理解,如果一个对象不能直接使用new来创建,其中的构造参数过于复杂,则可以考虑简单工厂。
四、简单工厂的其他实现
1、升级多种实现类
上面的例子中我们的Factory只提供了一种类的实现,这在使用当中是很少遇到的。如果Factory需要提供多种实现类的话,常见的做法是什么呢?
public static Phone createPhone(int type) {
if (type == 1) {
return new Impl();
} else if (type == 2) {
return new Impl1();
} else {
return null;
}
}
因此,可以通过一些判断来选择工厂返回的实现类。
2、通过反射选择工厂实现类
前面说到的,通过类型选择工厂的实现类,过于死板。Client需要提前知道每种类型的对应的实现类,并且增加新的实现类时,需要修改工厂代码。我们可以通过反射将ClassName 传递给Factory。
public static <T extends Phone> T createPhone(Class<T> clz) throws Exception {
return (T) Class.forName(clz.getName()).newInstance();
}
其客户端使用方式:
Phone phone = Factory.createPhone(Impl.class);
phone.call("hello world");
不幸的的是,针对含有参数的构造,这两种方法似乎不是那么友好。
3、多方法式工厂
顾名思义,这种方式是工厂种含有多个构造方法。每个方法对应不同的实现类。看上去,很简单,我们以线程池的Executors为例,看看这种方式。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
threadFactory));
}
这种方法的好处是:工厂为不同的产品提供不同的生产方法。使用时需要哪个则调用哪个。简单上手。
那上面的例子我们同样可以改成这种:
public static Phone createPhone() {
return new Impl();
}
public static Phone createPhone1() {
return new Impl1();
}