【Spring】工厂模式

根据 【动力节点】最新Spring框架教程，全网首套Spring6教程，跟老杜从零学spring入门到高级 以及老杜的原版笔记 https://www.yuque.com/docs/share/866abad4-7106-45e7-afcd-245a733b073f?# 《Spring6》 进行整理， 文档密码：mg9b

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• 设计模式：一种可以被重复利用的解决方案
• 开发原则，是软件开发的依据，设计模式会尽量满足开发原则
• GoF（Gang of Four）四人组，在《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》（即《设计模式》一书）中描述了23种设计模式，所以一般情况下，GoF就是指23种设计模式
• 我们平常所说的设计模式就是指《设计模式》一书中描述的23种设计模式
• 除了GoF23种设计模式之外，还有其它的设计模式，比如：JavaEE的设计模式（DAO模式、MVC模式等）。
• GoF23种设计模式可以分为三类：
  • 创建型（5个）：解决对象创建问题。
    • 其中包含单例模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式
  • 结构型（7个）：一些类或对象组合在一起的经典结构。
  • 行为型（11个）：解决类或对象之间的交互问题。
• 工厂模式是解决对象创建问题的，所以工厂模式属于创建型设计模式。
• 这是因为Spring框架底层使用了大量的工厂模式。

工厂模式的三种形态

• 简单工厂模式（Simple Factory）：不属于23种设计模式之一。
  • 简单工厂模式又叫做：静态工厂方法模式。
  • 简单工厂模式是工厂方法模式的一种特殊实现。
• 工厂方法模式（Factory Method）：是23种设计模式之一。
• 抽象工厂模式（Abstract Factory）：是23种设计模式之一。

简单工厂模式

• Spring中的BeanFactory就使用了简单工厂模式。
• 在简单工厂模式中，工厂类中生产产品的方法为静态方法
• 简单工厂模式的角色包括三个：
  • 抽象产品 角色
  • 具体产品 角色
  • 工厂类 角色

抽象产品角色

/**
 * ClassName: Weapon
 * Package: simple.cw.spring
 * Description:
 * 抽象产品角色 - 武器抽象类
 *
 * @Author tcw
 * @Create 2023-05-23 20:52
 * @Version 1.0
 */
public abstract class Weapon {
    
    /**
     * 武器的攻击方法
     */
    public abstract void attack();
    
}

具体产品角色

/**
 * ClassName: Tank
 * Package: simple.cw.spring
 * Description:
 * 具体产品角色 - 坦克类
 *
 * @Author tcw
 * @Create 2023-05-23 20:55
 * @Version 1.0
 */
public class Tank extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("开炮!!!!!!");
    }
}

/**
 * ClassName: Fighter
 * Package: simple.cw.spring
 * Description:
 * 具体产品角色 - 飞机类
 *
 * @Author tcw
 * @Create 2023-05-23 20:56
 * @Version 1.0
 */
public class Fighter extends Weapon {
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("投掷炸弹....");
    }
}

/**
 * ClassName: Dagger
 * Package: simple.cw.spring
 * Description:
 * 具体产品角色 - 匕首类
 *
 * @Author tcw
 * @Create 2023-05-23 20:56
 * @Version 1.0
 */
public class Dagger extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("砍！砍！砍！砍！");
    }
}

工厂类角色

• 由于简单工厂模式中的工厂类中生产产品的方法为静态方法，所以简单工厂模式又称为静态工厂方法模式

/**
 * ClassName: WeaponFactory
 * Package: simple.cw.spring
 * Description:
 * 工厂类角色 - 武器工厂
 *
 * @Author tcw
 * @Create 2023-05-23 20:58
 * @Version 1.0
 */
public class WeaponFactory {
    
    /**
     * 根据需要的武器类型创建武器
     *
     * @param weaponType 需要的武器类型
     * @return 需要的武器类型相应的武器对象
     */
    public static Weapon getWeapon(String weaponType) {
        // 将要返回的武器对象
        Weapon weapon = null;
        // 根据需要的武器类型创建武器
        switch (weaponType) {
            case "tank":
                weapon = new Tank();
                break;
            case "fighter":
                weapon = new Fighter();
                break;
            case "dagger":
                weapon = new Dagger();
                break;
        }
        return weapon;
    }
}

客户端程序

• 对于客户端来说，无需了解产品的具体生产过程，只需直接利用工厂角色进行产品的生产即可
• 由于客户端无需关心产品的具体生产过程，客户端只需要负责进行消费即可，工厂角色只需根据客户端的需求生产相应的产品即可，即客户端只负责消费，工厂角色只负责生产，使得生产者和消费者分离了
• 简单工厂模式的作用：使生产者和消费者的职责分离，对方都无需关心对方的具体细节

@org.junit.Test
public void test01() {
    // 利用工厂角色生产产品（生产者生产产品）
    Weapon tank = WeaponFactory.getWeapon("tank");
    Weapon fighter = WeaponFactory.getWeapon("fighter");
    Weapon dagger = WeaponFactory.getWeapon("dagger");
    // 使用武器进行攻击（消费者消费产品）
    tank.attack();
    fighter.attack();
    dagger.attack();
}

简单工厂模式解决的问题（优点）

• 客户端程序不需要关心对象的创建细节，需要哪个对象时，只需要向工厂索要即可，初步实现了责任的分离。
• 客户端只负责“消费”，工厂负责“生产”，生产和消费分离。

简单工厂模式的缺点

• 简单工厂模式不符合OCP开闭原则，因为在系统需要进行扩展时，需要修改原先已经写好的工厂类
• 工厂类的责任比较重大，不能出现任何问题，因为这个工厂类负责所有产品的生产，称为全能类，或者有人把它叫做上帝类。这个工厂类一旦出问题，整个系统必然全部瘫痪。（不要把所有鸡蛋放到一个篮子里面）

工厂方法模式

• 工厂方法模式，区别与简单工厂模式，就是一个产品对应一个工厂类
• 工厂方法模式的角色包括：
  • 抽象工厂角色
  • 具体工厂角色
  • 抽象产品角色
  • 具体产品角色

抽象产品角色

/**
 * ClassName: Weapon
 * Package: simple.cw.spring
 * Description:
 * 抽象产品角色 - 武器抽象类
 *
 * @Author tcw
 * @Create 2023-05-23 20:52
 * @Version 1.0
 */
public abstract class Weapon {
    
    /**
     * 武器的攻击方法
     */
    public abstract void attack();
    
}

具体产品角色

/**
 * ClassName: Tank
 * Package: simple.cw.spring
 * Description:
 * 具体产品角色 - 坦克类
 *
 * @Author tcw
 * @Create 2023-05-23 20:55
 * @Version 1.0
 */
public class Tank extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("开炮!!!!!!");
    }
}

/**
 * ClassName: Fighter
 * Package: simple.cw.spring
 * Description:
 * 具体产品角色 - 飞机类
 *
 * @Author tcw
 * @Create 2023-05-23 20:56
 * @Version 1.0
 */
public class Fighter extends Weapon {
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("投掷炸弹....");
    }
}

/**
 * ClassName: Dagger
 * Package: simple.cw.spring
 * Description:
 * 具体产品角色 - 匕首类
 *
 * @Author tcw
 * @Create 2023-05-23 20:56
 * @Version 1.0
 */
public class Dagger extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("砍！砍！砍！砍！");
    }
}

抽象工厂角色

/**
 * ClassName: WeaponFactory
 * Package: simple.cw.spring
 * Description:
 * 抽象工厂角色 - 武器工厂
 *
 * @Author tcw
 * @Create 2023-05-23 20:58
 * @Version 1.0
 */
public abstract class WeaponFactory {
    
    /**
     * 生产武器
     *
     * @return 武器
     */
    public abstract Weapon getWeapon();
}

具体工厂角色

/**
 * ClassName: DaggerFactory
 * Package: simple.cw.spring
 * Description:
 * 具体工厂角色 - 生产匕首的工厂
 *
 * @Author tcw
 * @Create 2023-05-24 18:15
 * @Version 1.0
 */
public class DaggerFactory extends WeaponFactory {
    @Override
    public Weapon getWeapon() {
        return new Dagger();
    }
}

/**
 * ClassName: TankFactory
 * Package: simple.cw.spring
 * Description:
 * 具体工厂角色 - 生产坦克的工厂
 *
 * @Author tcw
 * @Create 2023-05-24 18:18
 * @Version 1.0
 */
public class TankFactory extends WeaponFactory{
    @Override
    public Weapon getWeapon() {
        return new Tank();
    }
}

/**
 * ClassName: FighterFactory
 * Package: simple.cw.spring
 * Description:
 * 具体工厂角色 - 生产飞机的工厂
 *
 * @Author tcw
 * @Create 2023-05-24 18:19
 * @Version 1.0
 */
public class FighterFactory extends WeaponFactory{
    @Override
    public Weapon getWeapon() {
        return new Fighter();
    }
}

客户端程序

@org.junit.Test
public void test01() {
    // 创建工厂类对象
    WeaponFactory tankFactory = new TankFactory();
    WeaponFactory fighterFactory = new FighterFactory();
    WeaponFactory daggerFactory = new DaggerFactory();
    // 利用工厂对象生产产品
    Weapon tank = tankFactory.getWeapon();
    Weapon fighter = fighterFactory.getWeapon();
    Weapon dagger = daggerFactory.getWeapon();
    // 使用武器进行攻击
    tank.attack();
    fighter.attack();
    dagger.attack();
}

工厂方法模式解决的问题（优点）

• 工厂方法模式，由于一个产品对应一个工厂类，所以在新增产品时，只需要新增一个工厂类和一个具体产品类即可，不用修改原程序，客户端需要新的产品时，只需要调用新的工厂类的相应方法即可，解决了简单工厂模式违背OCP原则的问题；
  • 扩展性高
• 同时由于一个产品对应一个工厂类，所以工厂也就不是全能类，避免了工厂类一旦出问题导致整个系统必然全部瘫痪的问题
• 一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了，生产和消费分离。
• 屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

工厂方法模式的缺点

• 每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。
• 类爆炸，由于类的个数急剧增多，类之间的关系复杂度也急剧上升，导致系统难维护
• 工厂方法模式缺点的解决，使用抽象工厂模式