Android源码中的静态工厂方法

我们知道工厂模式有三兄弟，通常我们说的工厂模式指的是工厂方法模式，它的应用频率最高。本篇博客分享的简单工厂模式是工厂方法模式的“小弟”，确切的来讲它不属于设计模式，而是一种方法。此外，工厂方法模式还有一位“大哥”——抽象工厂模式。

今天我们来分享一下简单工厂模式的一些情况，以及它在Android源码中的应用。

简单工厂模式

定义

简单工厂模式是类的创建模式，又叫做静态工厂方法（Static Factory Method）模式。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。

结构

简单工厂模式所涉及到的角色：

• Product（抽象产品角色）：产品的通用接口，定义产品的行为。
• ConcreteProduct（具体产品角色）：具体产品类，实现了Product接口。
• Creator（工厂角色）：工厂类，通过静态工厂方法factoryMethord来创建对象。

实现

抽象产品角色

abstract class Product {  
    //所有产品类的公共业务方法  
    public void methodSame() {  
        //公共方法的实现  
    }  

    //声明抽象业务方法  
    public abstract void methodDiff();  
}

具体产品角色

class ConcreteProduct extends Product {  
    //实现业务方法  
    public void methodDiff() {  
        //业务方法的实现  
    }  
}

工厂角色

class Creator {  
    //静态工厂方法  
    public static Product getProduct(String arg) {  
        Product product = null;  
        if (arg.equalsIgnoreCase("A")) {  
            product = new ConcreteProductA();  
            //初始化设置product  
        }  
        else if (arg.equalsIgnoreCase("B")) {  
            product = new ConcreteProductB();  
            //初始化设置product  
        }  
        return product;  
    }  
}

使用场景

在以下情况下可以考虑使用简单工厂模式：

1. 工厂类负责创建的对象比较少，由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。
2. 客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象并不关心。

优点

• 工厂类包含必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的职责，而仅仅“消费”产品，简单工厂模式实现了对象创建和使用的分离。

• 客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以在一定程度减少使用者的记忆量。

缺点

• 系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护。
• 简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

Android中简单工厂模式的应用

在Android中我们了解的使用到了简单工厂方法的地方有Bitmap对象的获取、Fragment创建等。接下来我们分开看一下。

Bitmap源码分析

首先来说我们是不能通过new方法来创建Bitmap对象的，因为Bitmap类的构造函数是私有的，只能是通过JNI实例化。

接下来我们随便找个入口开始看，比如：

Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeFile(String pathName);

我们把源码中的调用关系找出来，如下

public static Bitmap decodeFile(String pathName) {
    return decodeFile(pathName, null);
}

public static Bitmap decodeFile(String pathName, Options opts) {
    Bitmap bm = null;
    InputStream stream = null;
    try {
        stream = new FileInputStream(pathName);
        bm = decodeStream(stream, null, opts);
    } catch (Exception e) {
        /*  do nothing.
            If the exception happened on open, bm will be null.
        */
        Log.e("BitmapFactory", "Unable to decode stream: " + e);
    } finally {
        if (stream != null) {
            try {
                stream.close();
            } catch (IOException e) {
                // do nothing here
            }
        }
    }
    return bm;
}

public static Bitmap decodeStream(InputStream is, Rect outPadding, Options opts) {
    // we don't throw in this case, thus allowing the caller to only check
    // the cache, and not force the image to be decoded.
    if (is == null) {
        return null;
    }

    Bitmap bm = null;

    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_GRAPHICS, "decodeBitmap");
    try {
        if (is instanceof AssetManager.AssetInputStream) {
            final long asset = ((AssetManager.AssetInputStream) is).getNativeAsset();
            bm = nativeDecodeAsset(asset, outPadding, opts);
        } else {
            bm = decodeStreamInternal(is, outPadding, opts);
        }

        if (bm == null && opts != null && opts.inBitmap != null) {
            throw new IllegalArgumentException("Problem decoding into existing bitmap");
        }

        setDensityFromOptions(bm, opts);
    } finally {
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_GRAPHICS);
    }

    return bm;
}

private static native Bitmap nativeDecodeStream(InputStream is, byte[] storage,
        Rect padding, Options opts);

/**
 * Set the newly decoded bitmap's density based on the Options.
 */
private static void setDensityFromOptions(Bitmap outputBitmap, Options opts) {
    if (outputBitmap == null || opts == null) return;

    final int density = opts.inDensity;
    if (density != 0) {
        outputBitmap.setDensity(density);
        final int targetDensity = opts.inTargetDensity;
        if (targetDensity == 0 || density == targetDensity || density == opts.inScreenDensity) {
            return;
        }

        byte[] np = outputBitmap.getNinePatchChunk();
        final boolean isNinePatch = np != null && NinePatch.isNinePatchChunk(np);
        if (opts.inScaled || isNinePatch) {
            outputBitmap.setDensity(targetDensity);
        }
    } else if (opts.inBitmap != null) {
        // bitmap was reused, ensure density is reset
        outputBitmap.setDensity(Bitmap.getDefaultDensity());
    }
}

我们来分析一下调用过程，可以看到decodeFile(String pathName)调用的是decodeFile(String pathName, Options opts)，在两个参数的decodeFile方法中又去调用了decodeStream(InputStream is, Rect outPadding, Options opts)方法，然后最终调用nativeDecodeAsset或者nativeDecodeStream来构建Bitmap对象，这两个都是native方法(Android中使用Skia库来解析图像 )。再经过setDensityFromOptions方法的一些设置解码密度之类的操作，返回我们要的Bitmap对象。

/**
* Creates Bitmap objects from various sources, including files, streams, and byte-arrays.
*/

看下BitmapFactory的注释我们可以看到，这个工厂支持从不同的资源创建Bitmap对象，包括files, streams, 和byte-arrays，但是调用关系都大同小异。

Fragment创建

有时候，为了简化简单工厂模式，我们可以将抽象产品类和工厂类合并，将静态工厂方法移至抽象产品类中。Fragment的创建使用简单工厂方法没有抽象产品类，所以工厂类放到了实现产品类中。

在AndroidStudio中输入newInstance会自动补全Fragment的简单工厂方法。

public static TasksFragment newInstance() {

    Bundle args = new Bundle();

    TasksFragment fragment = new TasksFragment();
    fragment.setArguments(args);
    return fragment;
}

使用静态工厂方法，将外部传入的参数可以通过Fragment.setArgument保存在它自己身上，这样我们可以在Fragment.onCreate(…)调用的时候将这些参数取出来。

这样写有什么好处呢？

• 避免了在创建Fragment的时候无法在类外部知道所需参数的问题。

• Fragment推荐使用setArguments来传递参数，避免在横竖屏切换的时候Fragment自动调用自己的无参构造函数，导致数据丢失。