设计模式之工厂模式

工厂模式

工厂模式几乎是我们最常用的一种设计模式了，通过工厂模式可以取代通过new方式这种硬编码的方式创建对象，从而降低代码的耦合性。

• 耦合性

  1. 是指代码之间的强关系，指定是代码间的强关联关系，一方的改变会影响到另一方。
  2. 会导致代码不易于移植和维护。
  

通过工厂模式，我们就可以不用自己使用new显示的去创建对象，创建对象的任务就交给我们的工厂类或者工厂方法来实现。

1. 简单工厂设计

设计一个业务场景：用户的登录和注册功能。

我们设计一个UserService接口，UserService的实现类UserServiceImpl来实现具体功能，DAO层也是同理。

在编写Controller层逻辑时会调用Service层的实例，而调用Service层实例时又需要调用DAO层的实例。如果我们采用直接new这种硬编码的方式会造成代码耦合，所以封装一个工厂类，通过调用工厂类中相关静态方法来获取实例。

• 代码演示：

这里使用单元测试进行模拟调用过程，直接调用Service层。

从下面的代码中可以看出，这部分的代码中调用Service层已经没有耦合性的体现了。

public class UnitTest {
    @Test
    public void test1() {
        // 模拟登录功能，实际上就是通过用户名和密码查询信息
        UserService userService = BeanFactory.getUserService();
        userService.login("jj", "123456");

        // 模拟注册功能，传递一个User对象
        User user = new User("Tom", "jerry123");
        userService.register(user);
    }
}

• BeanFactory的实现：

BeanFactory中提供创建实例的工厂方法，但是在这部分代码中存在了耦合性，如果有一天我们想要弃用UserSerivceImpl，改用UserServiceImplNew来实现相关功能，就不得不修改代码，代码又需要进行编译，这样会麻烦。

public class BeanFactory {
    private static UserService getUserService() {
        return new UserServiceImpl();
    }
    
    private static UserDAO getUserDAO() {
        return new UserDAOImpl();
    }
}

综上所述，简单工厂方法的设计不能完全解除耦合的状态，所以需要对其进行升级。

2. 反射工厂设计

反射工厂是对简单工厂的升级，使用Java中反射的特性实现工厂模式。

代码演示：

这里直接演示通过反射的方式编写工厂方法，因为是模拟实现，所以实际结果由控制台进行打印出。

• 原理：

  • 将实现类的全类名写到配置文件中，如果想要修改实现类只需要修改配置文件即可。

  • 通过Properties将配置文件中的信息加载

  • 使用反射创建实例

• 配置文件中的内容：

UserService=com.jc.service.impl.UserServiceImpl
UserDAO=com.jc.dao.impl.UserDAOImpl

• 工厂类中的内容：

public class BeanFactory {
    // 定义用于加载配置文件的Properties集合
    private static Properties prop = new Properties();

    // 因为进行IO操作十分占用资源，所以我们编写一个静态代码块，这样就可以在类加载的过程中就将配置文件中的内容加载到内存中
    static {
        try {
            InputStream steam = BeanFactory.class.getResourceAsStream("/applicationContext.properties");
            prop.load(steam);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
    * 获取UserService实例的方法
    */
    public static UserService getUserService() {
        String userServiceStr = prop.getProperty("UserService");
        UserService userService = null;
        try {
            userService = (UserService) Class.forName(userServiceStr).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return userService;
    }

    /**
    * 获取UserDAO实例的方法
    */
    public static UserDAO getUserDAO() {
        String UserDAOStr = prop.getProperty("UserDAO");
        UserDAO userDAO = null;

        try {
            userDAO = (UserDAO) Class.forName(UserDAOStr).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return userDAO;
    }
}

• 结果：在调用了相关方法后，控制台正确打印了相关信息

查询了用户信息: jj, 123456
保存了User信息!

以上代码设计中，如果有一天UserService的具体实现功能需要改变，使用UserServiceNew来做它的实现类，这时，只需要修改配置文件中的包路径信息就可以了，而不需要修改代码。

3. 通用工厂设计

从上面的工厂方法的设计中，每获取一类Bean，都需要设计一个工厂方法。而这些工厂方法产生了冗余，所以我们可以针对这些冗余进行优化。

• 冗余部分分析：

1. 都是通过Class类的forName方法获取Class类对象
2. 使用Class类对象的newInstance()方法创建对象

• 代码设计：

public class BeanFactory {
    
    private static Properties prop = new Properties();

    static {
        try {
            InputStream steam = BeanFactory.class.getResourceAsStream("/applicationContext.properties");
            prop.load(steam);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static Object getBean(String key) {
        Object ret = null;
        try {
            Class clazz = Class.forName(prop.getProperty(key));
            ret = clazz.newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return ret;
    }   
}

这样设计就可以根据需要的不同，提供不同的参数获取Bean。