一天一模式之2简单工厂

初识简单工厂

提供一个创建对象实例的功能，而无须关心其具体实现。被创建实例的类型可以是接口、抽象类，也可以是具体的类。

结构和说明

- Api：定义客户所需要的功能接口
- Impl：具体实现Api的实现类，可能会有多个
- Factory：工厂，选择合适的实现类来创建Api接口对象
- Client：客户端，通过Factory去获取Api接口对象，然后面向Api接口编程

接口回顾

1.Java中接口的概念在Java中接口是一种特殊的抽象类
2. 接口用来干什么通常用接口来定义实现类的外观，就相当于一份契约，根据外部应用需要的功能，约定了实现类应该要实现的功能
3. 接口的思想——“封装隔离”
4. 使用接口的好处只要接口不变，内部实现的变化就不会影响到外部应用，从而使得系统更灵活，具有更好的扩展性和可维护性
5. 接口和抽象类的选择（1）优先选用接口（2）在如下情况选抽象类：既要定义子类的行为，又要为子类提供公共的功能

java实例

定义接口api

package cn.javass.dp.simplefactory.example2;
/**
 * 接口的定义，该接口可以通过简单工厂来创建
 */
public interface Api {
    /**
     * 示意，具体的功能方法的定义
     * @param s 示意，需要的参数
     */
    public void operation(String s);
}

实现接口实例A

package cn.javass.dp.simplefactory.example2;
/**
 * 接口的具体实现对象A 
 */
public class ImplA implements Api{
    public void operation(String s) {
        //实现功能的代码，示意一下
        System.out.println("ImplA s=="+s);
    }
}

实现接口实例B

package cn.javass.dp.simplefactory.example2;
/**
 * 接口的具体实现对象B 
 */
public class ImplB implements Api{
    public void operation(String s) {
        //实现功能的代码，示意一下
        System.out.println("ImplB s=="+s);
    }
}

定义工厂

package cn.javass.dp.simplefactory.example2;
/**
 * 工厂类，用来创造Api对象
 */
public class Factory {
    /**
     * 具体的创造Api对象的方法
     * @param condition 示意，从外部传入的选择条件
     * @return 创造好的Api对象
     */
    public static Api createApi(int condition){
        //应该根据某些条件去选择究竟创建哪一个具体的实现对象
        //这些条件可以从外部传入，也可以从其它途径获取
        //如果只有一个实现，可以省略条件，因为没有选择的必要

        //示意使用条件
        Api api = null;
        if(condition == 1){
            api = new ImplA();
        }else if(condition == 2){
            api = new ImplB();
        }
        return api;
    }
}

客户端

package cn.javass.dp.simplefactory.example2;
/**
 * 客户端，使用Api接口
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //通过简单工厂来获取接口对象
        Api api = Factory.createApi(1);


        api.operation("正在使用简单工厂");
    }
}

面向接口编程

面向接口编程是Java编程中的一个重要原则。在Java 程序设计里面，非常讲究层的划分和模块的划分。比如常见的三层结构：

在一个层内部的各个模块交互也要通过接口

不管是一层还是一个模块或者一个组件，都是一个被接口隔离的整体

问题

既然在Java中需要面向接口编程，那么在程序中到底如何使用接口，来做到真正的面向接口编程呢？

不用模式的解决方案

java实例

接口api

package cn.javass.dp.simplefactory.example1;
/**
 * 某个接口(通用的、抽象的、非具体的功能的) 
 */
public interface Api {
    /**
     * 某个具体的功能方法的定义，用test1来演示一下。
     * 这里的功能很简单，把传入的s打印输出即可 
     * @param s 任意想要打印输出的字符串
     */
    public void test1(String s);
}

接口实现类

package cn.javass.dp.simplefactory.example1;
/**
 * 对接口的实现 
 */
public class Impl implements Api{

    public void test1(String s) {
        System.out.println("Now In Impl. The input s=="+s);
    }
}

客户端

package cn.javass.dp.simplefactory.example1;
/**
 * 客户端：测试使用Api接口
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Api api = new Impl();


        api.test1("哈哈，不要紧张，只是个测试而已！");
    }
}

这是真的面向接口编程吗？
这既没有没有把实现和接口封装，也没有实现隔离。

有何问题？

把这个问题描述一下：在Java编程中，出现只知接口而不知实现，该怎么办？

使用模式的解决方案

java实例

接口api

package cn.javass.dp.simplefactory.example3;
/**
 * 某个接口(通用的、抽象的、非具体的功能的) 
 */
public interface Api {
    /**
     * 某个具体的功能方法的定义，用test1来演示一下。
     * 这里的功能很简单，把传入的s打印输出即可 
     * @param s 任意想要打印输出的字符串
     */
    public void test1(String s);
}

接口实现

package cn.javass.dp.simplefactory.example3;
/**
 * 对接口的实现 
 */
public class Impl implements Api{

    public void test1(String s) {
        System.out.println("Now In Impl. The input s=="+s);
    }
}

工厂

package cn.javass.dp.simplefactory.example3;
/**
 * 工厂类，用来创造Api对象
 */
public class Factory {
    private Factory(){

    }
    /**
     * 具体的创造Api对象的方法
     * @return 创造好的Api对象
     */
    public static Api createApi(){
        //主要用来实现  选择合适的实现类  来创建实例对象


        //由于只有一个实现，就不用条件判断了
        return new Impl();
    }
}

客户端

package cn.javass.dp.simplefactory.example3;
/**
 * 客户端：测试使用Api接口
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //重要改变，没有new Impl()了，取而代之Factory.createApi()
        Api api = Factory.createApi();


        api.test1("哈哈，不要紧张，只是个测试而已！");
    }
}

使用简单工厂，就可以实现接口和实现的封装和隔离，客户端只能操作接口的api。

理解简单工厂

一个典型的疑问

首先来解决一个常见的疑问：可能有朋友会认为，上面示例中的简单工厂看起来不就是把客户端里面的“new Impl()”移动到简单工厂里面吗？不还是一样通过new一个实现类来得到接口吗？把“new Impl()”这句话放到客户端和放到简单工厂里面有什么不同吗？

理解这个问题的重点就在于理解简单工厂所处的位置。

认识简单工厂

1. 简单工厂的功能
   可以用来创建的接口、抽象类或者是普通类的实例

2. 静态工厂
   通常把简单工厂类实现成一个工具类，直接使用静态方法就可以了，也就是说简单工厂的方法通常都是静态的，所以也被称为静态工厂

3. 万能工厂
   一个简单工厂理论上可以用来构造任何对象，所以又称之为“万能工厂”

4. 简单工厂创建对象的范围
   建议控制在一个独立的组件级别或者一个模块级别

5. 简单工厂的调用顺序示意图
   

6. 简单工厂命名的建议

   • （1）类名建议为“模块名称+Factory”，比如：用户模块的工厂就称为：UserFactory
   • （2）方法名称通常为“get+接口名称”或者是“create+接口名称”

- （3）不建议把方法名称命名为“new+接口名称”

简单工厂中方法的写法

简单工厂方法的内部主要实现的功能是“选择合适的实现类”来创建实例对象。

注意：如果是从客户端在调用工厂的时候，传入选择的参数，这就说明客户端必须知道每个参数的含义，也需要理解每个参数对应的功能处理。这就要求必须在一定程度上，向客户暴露一定的内部实现细节。

可配置的简单工厂

使用反射加上配置文件，来实现添加新的实现类过后，无须修改代码，就能把这个新的实现类加入应用中

选择

1：参数来源于 client

接口

package cn.javass.dp.simplefactory.example4;
/**
 * 某个接口(通用的、抽象的、非具体的功能的) 
 */
public interface Api {
    /**
     * 某个具体的功能方法的定义，用test1来演示一下。
     * 这里的功能很简单，把传入的s打印输出即可 
     * @param s 任意想要打印输出的字符串
     */
    public void test1(String s);
}

实现1

package cn.javass.dp.simplefactory.example4;
/**
 * 对某个接口的一种实现 
 */
public class Impl implements Api{

    public void test1(String s) {
        System.out.println("Now In Impl. The input s=="+s);
    }
}

实现2

package cn.javass.dp.simplefactory.example4;
/**
 * 对接口的一种实现 
 */
public class Impl2 implements Api{

    public void test1(String s) {
        System.out.println("Now In Impl2. The input s=="+s);
    }
}

工厂

package cn.javass.dp.simplefactory.example4;

/**
 * 工厂类，用来创造Api的
 */
public class Factory {
    /**
     * 具体的创造Api的方法，根据客户端的参数来创建接口
     * @param type 客户端传入的选择创造接口的条件
     * @return 创造好的Api对象
     */
    public static Api createApi(int type){
        //这里的type也可以不由外部传入，而是直接读取配置文件来获取
        //为了把注意力放在模式本身上，这里就不去写读取配置文件的代码了

        //根据type来进行选择，当然这里的1和2应该做成常量


        //选择===〉如何选？====〉选择的参数===〉参数从何而来？
        //1：参数来源于 client
        //2：参数来源于配置文件
        //3：参数来源于系统自身，比如运行期间的某个值

        Api api = null;
        if(type==1){
            api = new Impl();
        }else if(type==2){
            api = new Impl2();
        }
        return api;
    }
}

2：参数来源于配置文件

接口

package cn.javass.dp.simplefactory.example5;
/**
 * 某个接口(通用的、抽象的、非具体的功能的) 
 */
public interface Api {
    /**
     * 某个具体的功能方法的定义，用test1来演示一下。
     * 这里的功能很简单，把传入的s打印输出即可 
     * @param s 任意想要打印输出的字符串
     */
    public void test1(String s);
}

实现1

package cn.javass.dp.simplefactory.example5;
/**
 * 对某个接口的一种实现 
 */
public class Impl implements Api{

    public void test1(String s) {
        System.out.println("Now In Impl. The input s=="+s);
    }
}

实现2

package cn.javass.dp.simplefactory.example5;
/**
 * 对某个接口的一种实现 
 */
public class Impl2 implements Api{

    public void test1(String s) {
        System.out.println("Now In Impl222222. The input s=="+s);
    }
}

实现3

package cn.javass.dp.simplefactory.example5;

public class Impl3 implements Api{

    public void test1(String s) {
        System.out.println("Now In Impl33333. The input s=="+s);
    }
}

配置文件FactoryTest.properties

ImplClass=cn.javass.dp.simplefactory.example5.Impl3

工厂

package cn.javass.dp.simplefactory.example5;
import java.util.*;
import java.io.*;
/**
 * 工厂类，用来创造Api对象
 */
public class Factory {
    /**
     * 具体的创造Api的方法，根据配置文件的参数来创建接口
     * @return 创造好的Api对象
     */
    public static Api createApi(){
        //直接读取配置文件来获取需要创建实例的类

        //至于如何读取Properties还有如何反射这里就不解释了
        Properties p = new Properties(); 
        InputStream in = null;
        try {
            in = Factory.class.getResourceAsStream("FactoryTest.properties");
            p.load(in);
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("装载工厂配置文件出错了，具体的堆栈信息如下：");
            e.printStackTrace();
        }finally{
            try {
                in.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //用反射去创建，那些例外处理等完善的工作这里就不做了
        Api api = null;
        try {
            api = (Api)Class.forName(p.getProperty("ImplClass")).newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return api;
    }
}

客户端

package cn.javass.dp.simplefactory.example5;

/**
 * 客户端：测试使用Api接口
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //重要改变，没有new Impl()了，取而代之Factory.createApi()

        Api api = Factory.createApi();

        api.test1("哈哈，不要紧张，只是个测试而已！");
    }
}

3：参数来源于系统自身，比如运行期间的某个值

接口

package cn.javass.dp.simplefactory.example6;
/**
 * 某个接口(通用的、抽象的、非具体的功能的) 
 */
public interface Api {
    /**
     * 某个具体的功能方法的定义，用test1来演示一下。
     * 这里的功能很简单，把传入的s打印输出即可 
     * @param s 任意想要打印输出的字符串
     */
    public void test1(String s);
}

实现1

package cn.javass.dp.simplefactory.example6;
/**
 * 对某个接口的一种实现 
 */
public class Impl implements Api{

    public void test1(String s) {
        System.out.println("Now In Impl. The input s=="+s);
    }
}

实现2

package cn.javass.dp.simplefactory.example6;
/**
 * 对接口的一种实现 
 */
public class Impl2 implements Api{

    public void test1(String s) {
        System.out.println("Now In Impl2. The input s=="+s);
    }
}

工厂

package cn.javass.dp.simplefactory.example6;

/**
 * 工厂类，用来创造Api的
 */
public class Factory {
    private static int count = 0;

    /**
     * 具体的创造Api的方法，根据客户端的参数来创建接口
     * @param type 客户端传入的选择创造接口的条件
     * @return 创造好的Api对象
     */
    public static Api createApi(){
        //这里的type也可以不由外部传入，而是直接读取配置文件来获取
        //为了把注意力放在模式本身上，这里就不去写读取配置文件的代码了

        //根据type来进行选择，当然这里的1和2应该做成常量


        //选择===〉如何选？====〉选择的参数===〉参数从何而来？
        //1：参数来源于 client
        //2：参数来源于配置文件
        //3：参数来源于系统自身，比如运行期间的某个值

        Api api = null;
        if(count<3){
            api = new Impl();
            count++;
        }else{
            api = new Impl2();
            count++;
        }
        return api;
    }
}

客户端

package cn.javass.dp.simplefactory.example6;
/**
 * 客户端：测试使用Api接口
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //重要改变，没有new Impl()了，取而代之Factory.createApi()
        //注意这里传递的参数，修改参数就可以修改行为，试试看吧

        for(int i=0;i<5;i++){
            Api api = Factory.createApi();
            api.test1("哈哈，不要紧张，只是个测试而已！");
        }

    }
}

简单工厂的优缺点

• 1：帮助封装
• 2：解耦
• 3：可能增加客户端的复杂度

- 4：不方便扩展子工厂

思考简单工厂

简单工厂的本质

简单工厂的本质是：选择实现

何时选用简单工厂

1. 如果想要完全封装隔离具体实现，让外部只能通过接口来操作封装体，那么可以选用简单工厂，让客户端通过工厂来获取相应的接口，而无需关心具体实现
2. 如果想要把对外创建对象的职责集中管理和控制，可以选用简单工厂，一个简单工厂可以创建很多的、不相关的对象，可以把对外创建对象的职责集中到一个简单工厂来，从而实现集中管理和控制