Spring中的设计模式：工厂方法模式

导读

• 工厂方法模式是所有设计模式中比较常用的一种模式，但是真正能搞懂用好的少之又少，spring底层大量的使用该设计模式来进行封装，以致开发者阅读源代码的时候晕头转向。
• 文章首发于微信公众号【码猿技术专栏】，原创不易，谢谢支持！！！
• 今天陈某分别从以下五个方面详细讲述一下工厂方法模式：
  1. 「从什么是工厂方法模式」
  2. 「通用框架实现」
  3. 「工厂方法模式的优点」
  4. 「工厂方法模式的升级」
  5. 「spring底层如何使用工厂方法模式」

什么是工厂方法模式？

• 定义：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。

• 工厂方法模式通用类图如下： 

• 
• 在工厂方法模式中，抽象产品product负责定义产品的特性，实现对事物的抽象定义。
• abstractfactory是抽象工厂类，定义了一个抽象工厂方法。具体的如何创建产品由工厂实现类concretefactory完成。

通用框架实现

• 工厂方法模式的变种有很多，陈某给出一个比较实用的通用框架。
• 抽象产品类：

public abstract class product {
    /**
     * 公共逻辑方法
     */
    public void method1(){}

    /**
     * 抽象方法：由子类实现，根据业务逻辑定义多个
     */
    public abstract void method2();
}

• 具体产品类1，继承抽象产品类，如下：

public class product1 extends product {
    /**
     * 实现抽象产品类的抽象方法
     */
    @override
    public void method2() {

    }
}

• 具体产品类2，继承抽象产品类，如下：

public class product2 extends product {

    /**
     * 实现抽象产品类的抽象方法
     */
    @override
    public void method2() {

    }
}

• 抽象工厂类，必须定义一个工厂方法来自己实现具体的创建逻辑，如下：

public abstract class abstractfactory {
    /**
     * 工厂方法，需要子类实现
     * @param cls
     * @param <t>
     * @return
     */
    public abstract <t extends product> t create(class<t> cls);
}

• 具体工厂类，使用了反射对具体产品的实例化，如下：

public class concretefactory extends abstractfactory {
    @override
    public <t extends product> t create(class<t> cls) {
        product product=null;
        try{
            product= (product) class.forname(cls.getname()).newinstance();
        }catch (exception ex){
            ex.printstacktrace();
        }
        return (t) product;
    }
}

• 测试如下：

public static void main(string[] args) {
        //创建具体工厂类
        concretefactory factory = new concretefactory();
        //调用工厂方法获取产品类1的实例
        product1 product1 = factory.create(product1.class);
        system.out.println(product1);
    }

• 以上是简单的一个通用框架，读者可以根据自己的业务在其上拓展。

工厂方法模式的优点

• 良好的封装性，代码结构清晰，调用者不用关系具体的实现过程，只需要提供对应的产品类名称即可。
• 易扩展性，在增加产品类的情况下，只需要适当的修改工厂类逻辑或者重新拓展一个工厂类即可。
• 屏蔽了产品类，产品类的变化调用者不用关心。比如在使用jdbc连接数据库时，只需要改动一个驱动的名称，数据库就会从mysql切换到oracle，极其灵活。

工厂方法模式的升级

• 在复杂的系统中，一个产品的初始化过程是及其复杂的，仅仅一个具体工厂实现可能有些吃力，此时最好的做法就是为每个产品实现一个工厂，达到一个工厂类只负责生产一个产品。
• 此时工厂方法模式的类图如下：

• 如上图，每个产品类都对应了一个工厂，一个工厂只负责生产一个产品，非常符合单一职责原则。
• 针对上述的升级过程，那么工厂方法中不需要传入抽象产品类了，因为一个工厂只负责一个产品的生产，此时的抽象工厂类如下：

public abstract class abstractfactory {
    /**
     * 工厂方法，需要子类实现
     */
    public abstract <t extends product> t create();
}

spring底层如何使用工厂方法模式？

• 工厂方法模式在spring底层被广泛的使用，陈某今天举个最常用的例子就是abstractfactorybean。
• 这个抽象工厂很熟悉了，这里不再讨论具体的作用。其实现了factorybean接口，这个接口中getobject()方法返回真正的bean实例。
• abstractfactorybean中的getobject()方法如下：

public final t getobject() throws exception {
    //单例，从缓存中取，或者暴露一个早期实例解决循环引用
  if (issingleton()) {
   return (this.initialized ? this.singletoninstance : getearlysingletoninstance());
  }
    //多实例
  else { 
      //调用createinstance
   return createinstance();
  }
 }
  //创建对象
  protected abstract t createinstance() throws exception;

• 从以上代码可以看出，创建对象的职责交给了createinstance这个抽象方法，由其子类去定制自己的创建逻辑。
• 下图显示了继承了abstractfactorybean的具体工厂类，如下：

• 其实与其说abstractfactorybean是抽象工厂类，不如说factorybean是真正的抽象工厂类，前者只是对后者的一种增强，完成大部分的可复用的逻辑。比如常用的sqlsessionfactorybean只是简单的实现了factorybean，并未继承abstractfactorybean，至于结论如何，具体看你从哪方面看了。

总结

• 工厂方法模式是一种常见的设计模式，但是真正能够用的高级，用的透彻还是有些难度的，开发者所能做的就是在此模式基础上思考如何优化自己的代码，达到易扩展、封装性强的效果了。