设计模式—工厂方法模式

简述

• 类型：创建型

• 目的：实现对客户端中对象的平替。

我们借以下案例来说说如何使用工厂方法模式平替对象。

优化案例

最初版

public interface OS {     public void start();     public void sleep();     public void restart();     public void stop(); } public class Linux implements OS {     public void start() {         System.out.println("启动Linux系统！");     }     public void sleep() {         System.out.println("睡眠Linux系统！");     }     public void restart() {         System.out.println("重启Linux系统！");     }     public void stop() {         System.out.println("停止Linux系统！");     } } public class Windows implements OS {     public void start() {         System.out.println("启动Windows系统！");     }     public void sleep() {         System.out.println("睡眠Windows系统！");     }     public void restart() {         System.out.println("重启Windows系统！");     }     public void stop() {         System.out.println("停止Windows系统！");     } } public class Unix implements OS {     public void start() {         System.out.println("启动Unix系统！");     }     public void sleep() {         System.out.println("睡眠Unix系统！");     }     public void restart() {         System.out.println("重启Unix系统！");     }     public void stop() {         System.out.println("停止Unix系统！");     } } 

客户端调用如下。

public class Client {     public static void main(String[] args) {         OS os1 = new Linux();         OS os2 = new Windows();         OS os3 = new Unix();     } } 

传统是new创建对象的方式有着硬编码的问题。当我们需要把所有Linux对象改为Unix对象时，就必须在项目中检索所有的Linux一一修改为Unix。这无疑增加了大量的无意义的工作。

修改版v1(简单工厂模式)

增加一个工厂类，其他不变。

public class OSFactory {     static OS instance(String arg) {         if (arg.equals("Linux")) {             return new Linux();         } else if (arg.equals("Unix")) {             return new Unix();         } else if (arg.equals("Windows")) {             return new Windows();         }         throw new Exception("输入的参数错误");     } } 

修改后，客户端的代码调用。

public class Client {     public static void main(String[] args) {         OS os1 = OSFactory.instance("Linux");         OS os2 = OSFactory.instance("Windows");         OS os3 = OSFactory.instance("Unix");     } } 

在一定程度上解决了客户端硬编码问题。并且当我们需要把所有Linux对象改为Unix对象时，只需要在OS中将new Linux() → new Unix()即可。这无疑节省了很多的时间，也无需为硬编码带来的大量改修而苦恼。

但是目前这个优化方案依然有至少两个问题，一是OSFactory.instance方法中耦合了所有的OS实现类，这可能有碍于未来的项目维护，二是new Linux() → new Unix()这种修改方式会导致代码变得不明确，既然不论是Linux还是Unix都直接生成Unix对象，就没有必要定义Linux了呀。实际上是因为客户端代码中还有使用OSFactory.instance("Linux")来创建的对象，为了不修改客户端代码，强行做如上修改。

修改版v2(工厂方法模式)

将原本的工厂类抽象化，并定义一系列不同的实现类，其余不变。

public interface OSFactory {    	OS create(); } public class LinuxFactory {     public OS create() {         return new Linux();     } } public class WindowsFactory {     public OS create() {         return new Windows();     } } public class UnixFactory {     public OS create() {         return new Unix();     } } 

修改后，客户端的代码调用。

public class Client {     public static void main(String[] args) {         OSFactory factory = new LinuxFactory();         OS os1 = factory.create();     } } 

将原本OSFactory类中臃肿的逻辑分散到各个子类中，提高了系统的可维护性，不用再每次都修改Factory类了。

那么，问题来了，这样的结构对于我们的项目有什么帮助吗？几乎没有，我们只是将对象的创建统一管理了而已，这也只是工厂方法模式的一个很小的功能。实际上需求是快速的将系统中的对象平替。而为了实现这个需求，我们需要结合Java反射这项技术。请看下面的代码。

修改版v3(工厂方法+反射)

只修改客户端的调用方式，其他位置不做修改。

public class Client {     public static void main(String[] args) {         // 实际项目中一般定义成特定的类(专门用来加载各种配置)中的静态变量         Properties prop = new Properties();         FileReader fileReader = new FileReader("src/resource/props/config.prop");         // 使用properties文件来存储当前调用类的信息         prop.load(fileReader);         fileReader.close();         OSFactory factory = (OSFactory) Class.forName(prop.getProperty("FACTORY"))                                              .getDeclaredConstructor().newInstance();         OS os1 = factory.create();     } } 

增加一个properties文件文件，定义如下。

#当前使用的工厂类 FACTORY=design.factorymethod.demo02.LinuxFactory 

当系统需要将实例的LinuxFactory类转化为其他的实现类时，只需要更改上述配置文件即可。

总结

优点

• 轻松做到类的平替。

缺点

• 类数量倍增，系统复杂度增加。

应用场景

• 根据需求，需要全面替换系统中的某个类时。