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工厂方法模式

时间:2016-10-24 14:01:09      阅读:259      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:tin   lis   抽象类   实例   height   ebs   declare   trace   抽象   


 工厂方法模式


  • 工厂方法模式:定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。(Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses).
  • 工厂方法模式中,抽象产品类Product负责定义产品的共性,实现对事物最抽象的定义;Creator为抽象创建类,也就是抽象工厂,具体如何创建产品类是由具体的实现工厂ConcreteCreator完成的。类图如下:

技术分享

public abstract class Product {
    //产品类的抽象方法
    public abstract void Method1();
    //产品类的公共方法
    public void Method2(){
        System.out.println("abstract Product");
    }
}

public class ConcreteProduct1 extends Product{

    @Override
    public void Method1() {
        // TODO Auto-generated method stub
        
    }

}

public abstract class Creator {
    public abstract <T extends Product> T createProduct(Class<T> c);
}

public class ConcreteCreator extends Creator{

    @Override
    public <T extends Product> T createProduct(Class<T> c) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Product product = null;
        try {
            product = (Product)Class.forName(c.getName()).newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        return (T)product;
    }
}

public class Client{
    public static void main(String[] args){
        Creator creator = new ConcreteCreator();
        Product product = creator.createProduct(ConcreteProduct1.class);
        product.Method1();
        product.Method2();
    }
}
  • 工厂方法模式的优点
    • 封装性良好,代码结构清晰,一个对象创建时有条件约束的,如一个调用者需要一个具体的产品对象,只要知道这个产品的类名(约束字符串),降低模块之间的耦合
    • 易于扩展,在增加产品类的情况下,只要适当地修改具体的工厂类或扩展一个工厂类,就可以完成。
    • 屏蔽了产品类,产品类如何变化,调用者不必关心,它只需要关心产品的接口,只要接口保持不变,系统的上层模块就不会发生改变
    • 工厂方法模式是典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类,其他的实现类都不用关心,符合迪米特法则;不需要的就不去交流,也符合依赖倒置原则,也符合里氏替换原则。
  • 工厂方法的使用场景

首先,在需要创建对象的地方都可以使用工厂方法模式,但是需要慎重地考虑是否增加一个工厂类进行管理,增加代码的复杂度。其次需要灵活的,可扩展的框架时,可以考虑使用工厂方法模式。例如设计一个连接邮件服务器的框架,有三种网络协议可供选择:POP3、IMAP、HTTP,我们就可以把这三种连接方法作为产品类,定义一个接口如IConnectMail,然后定义对邮件的操作方法,用不同的方法实现三个具体的产品类(连接方式),再定义一个工厂方法,按照不同的传入条件,选择不同的连接方式。如此设计,可以做到完美扩展,如某些邮件服务器提供了WebService接口,则只需增加一个产品类就可以了。

  • 工厂方法模式与单例模式

工厂方法模式和单例模式都属于创建类模式,那么我们可以使用工厂方法模式代替单例模式。

    • 单例模式的核心要求就是在内存中只有一个对象,通过工厂方法模式也可以在内存中产生一个对象。类图如下:

技术分享

public class Singleton {
    private Singleton(){
    }
    public void doSomething(){
    }
}

public class SingletonFactory {
    private static class SingletonHolder{
        private static Singleton singleton;
        static{
            try{
                Class<?> cl = Class.forName(Singleton.class.getName());
                Constructor<?> constructor = cl.getDeclaredConstructor();
                constructor.setAccessible(true);
                singleton = (Singleton) constructor.newInstance();
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public static Singleton getSingleton(){
        return SingletonHolder.singleton;
    }
}

      SingletonFactory不能通过new的方式创建对象,那么您可能会问工厂方法模式如何创建对象呢?答案是以反射的方式创建。“饿汉”创建对象的方式无法使用,则通过静态内部类的方式初始化对象,静态内部类的优点是在当前类加载的时候不是必须实例化Singleton对象,而是在调用getSingleton()方法时才实例化对象。

  • 延迟初始化(Lazy initialization)

一个对象被消费完毕后,并不立即释放,工厂类保持其初始状态,等待再次使用。延迟初始化是工厂方法模式的一个扩展应用,其通用类图如下:

技术分享

public class ProductFactory {
    private static final HashMap<String, Product> prMap = new HashMap<String, Product>();
    public static synchronized Product createProduct(String type) {
        Product product = null;
        if(prMap.containsKey(type))
            product = prMap.get(type);
        else{
            try{
                product = (Product) Class.forName(type).getDeclaredConstructor().newInstance();
                prMap.put(type, product);
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return product;
    }
}

代码比较简单,通过定义一个HashMap容器容纳所有Product对象,当需要创建对象时,首先从prMap中查找入股存在当前的键,则直接返回,否则创建当前对象,并将创建的对象加入prMap中,以方便下次调用。此方法也可以限制某类产品的最大实例化数量,例如JDBC连接数据库,都会设置一个MaxConnection最大连接数,该数量就是内存中最大实例化数量。

  • 最佳实践

工厂方法模式可以和其它模式(模板方法模式、单例模式、原型模型等)混合使用,变化出无穷的优秀的设计,希望读者可以在实践中自行体会。

 

工厂方法模式

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原文地址:http://www.cnblogs.com/zhanglei93/p/5991252.html

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