java工厂模式.docx
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java工厂模式
Java工厂类
Chapter01
工厂模式定义:
提供创建对象的接口.
为何使用?
工厂模式是我们最常用的模式了,著名的Jive论坛,就大量使用了工厂模式，工厂模式在Java程序系统可以说是随处可见。
为什么工厂模式是如此常用？
因为工厂模式就相当于创建实例对象的new，我们经常要根据类Class生成实例对象，如Aa=newA（）工厂模式也是用来创建实例对象的，所以以后new时就要多个心眼，是否可以考虑实用工厂模式，虽然这样做，可能多做一些工作，但会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量。
我们以类Sample为例，如果我们要创建Sample的实例对象:
Samplesample=newSample（）;
可是，实际情况是，通常我们都要在创建sample实例时做点初始化的工作,比如赋值查询数据库等。
首先，我们想到的是，可以使用Sample的构造函数，这样生成实例就写成:
Samplesample=newSample（参数）;
但是，如果创建sample实例时所做的初始化工作不是象赋值这样简单的事，可能是很长一段代码，如果也写入构造函数中，那你的代码很难看了（就需要Refactor重整）。
为什么说代码很难看，初学者可能没有这种感觉，我们分析如下，初始化工作如果是很长一段代码，说明要做的工作很多，将很多工作装入一个方法中，相当于将很多鸡蛋放在一个篮子里，是很危险的，这也是有背于Java面向对象的原则，面向对象的封装（Encapsulation）和分派（Delegation）告诉我们，尽量将长的代码分派“切割”成每段，将每段再“封装”起来（减少段和段之间偶合联系性），这样，就会将风险分散，以后如果需要修改，只要更改每段，不会再发生牵一动百的事情。
在本例中，首先，我们需要将创建实例的工作与使用实例的工作分开,也就是说，让创建实例所需要的大量初始化工作从Sample的构造函数中分离出去。
这时我们就需要Factory工厂模式来生成对象了，不能再用上面简单newSample（参数）。
还有,如果Sample有个继承如MySample,按照面向接口编程,我们需要将Sample抽象成一个接口.现在Sample是接口,有两个子类MySample和HisSample.我们要实例化他们时,如下:
Samplemysample=newMySample（）;
Samplehissample=newHisSample（）;
随着项目的深入,Sample可能还会"生出很多儿子出来",那么我们要对这些儿子一个个实例化,更糟糕的是,可能还要对以前的代码进行修改:
加入后来生出儿子的实例.这在传统程序中是无法避免的.
但如果你一开始就有意识使用了工厂模式,这些麻烦就没有了.
工厂方法
你会建立一个专门生产Sample实例的工厂:
publicclassFactory{
publicstaticSamplecreator（intwhich）{
//getClass产生Sample一般可使用动态类装载装入类。
if（which==1）
returnnewSampleA（）;
elseif（which==2）
returnnewSampleB（）;
}
}
那么在你的程序中,如果要实例化Sample时.就使用
SamplesampleA=Factory.creator
（1）;
这样,在整个就不涉及到Sample的具体子类,达到封装效果,也就减少错误修改的机会,这个原理可以用很通俗的话来比喻:
就是具体事情做得越多,越容易范错误.这每个做过具体工作的人都深有体会,相反,官做得越高,说出的话越抽象越笼统,范错误可能性就越少.好象我们从编程序中也能悟出人生道理?
呵呵.
使用工厂方法要注意几个角色，首先你要定义产品接口，如上面的Sample,产品接口下有Sample接口的实现类,如SampleA,其次要有一个factory类，用来生成产品Sample，如下图，最右边是生产的对象Sample：
进一步稍微复杂一点，就是在工厂类上进行拓展，工厂类也有继承它的实现类concreteFactory了。
抽象工厂
工厂模式中有:
工厂方法（FactoryMethod）抽象工厂（AbstractFactory）.
这两个模式区别在于需要创建对象的复杂程度上。
如果我们创建对象的方法变得复杂了,如上面工厂方法中是创建一个对象Sample,如果我们还有新的产品接口Sample2.
这里假设：
Sample有两个concrete类SampleA和SamleB，而Sample2也有两个concrete类Sample2A和SampleB2
那么，我们就将上例中Factory变成抽象类,将共同部分封装在抽象类中,不同部分使用子类实现，下面就是将上例中的Factory拓展成抽象工厂:
publicabstractclassFactory{
publicabstractSamplecreator（）;
publicabstractSample2creator（Stringname）;
}
publicclassSimpleFactoryextendsFactory{
publicSamplecreator（）{
.........
returnnewSampleA
}
publicSample2creator（Stringname）{
.........
returnnewSample2A
}
}
publicclassBombFactoryextendsFactory{
publicSamplecreator（）{
......
returnnewSampleB
}
publicSample2creator（Stringname）{
......
returnnewSample2B
}
}
从上面看到两个工厂各自生产出一套Sample和Sample2,也许你会疑问，为什么我不可以使用两个工厂方法来分别生产Sample和Sample2?
抽象工厂还有另外一个关键要点，是因为SimpleFactory内，生产Sample和生产Sample2的方法之间有一定联系，所以才要将这两个方法捆绑在一个类中，这个工厂类有其本身特征，也许制造过程是统一的，比如：
制造工艺比较简单，所以名称叫SimpleFactory。
在实际应用中，工厂方法用得比较多一些，而且是和动态类装入器组合在一起应用，
举例
我们以Jive的ForumFactory为例，这个例子在前面的Singleton模式中我们讨论过，现在再讨论其工厂模式:
publicabstractclassForumFactory{
privatestaticObjectinitLock=newObject（）;
privatestaticStringclassName="com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory";
privatestaticForumFactoryfactory=null;
publicstaticForumFactorygetInstance（Authorizationauthorization）{
//Ifnovalidauthorizationpassedin,returnnull.
if（authorization==null）{
returnnull;
}
//以下使用了Singleton单态模式
if（factory==null）{
synchronized（initLock）{
if（factory==null）{
......
try{
//动态转载类
Classc=Class.forName（className）;
factory=（ForumFactory）c.newInstance（）;
}
catch（Exceptione）{
returnnull;
}
}
}
}
//Now,返回proxy.用来限制授权对forum的访问
returnnewForumFactoryProxy（authorization,factory,
factory.getPermissions（authorization））;
}
//真正创建forum的方法由继承forumfactory的子类去完成.
publicabstractForumcreateForum（Stringname,Stringdescription）
throwsUnauthorizedException,ForumAlreadyExistsException;
....
}
因为现在的Jive是通过数据库系统存放论坛帖子等内容数据,如果希望更改为通过文件系统实现,这个工厂方法ForumFactory就提供了提供动态接口:
privatestaticStringclassName="com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory";
你可以使用自己开发的创建forum的方法代替com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory就可以.
在上面的一段代码中一共用了三种模式,除了工厂模式外,还有Singleton单态模式,以及proxy模式,proxy模式主要用来授权用户对forum的访问,因为访问forum有两种人:
一个是注册用户一个是游客guest,那么那么相应的权限就不一样,而且这个权限是贯穿整个系统的,因此建立一个proxy,类似网关的概念,可以很好的达到这个效果.
看看Java宠物店中的CatalogDAOFactory:
publicclassCatalogDAOFactory{
/**
*本方法制定一个特别的子类来实现DAO模式。
*具体子类定义是在J2EE的部署描述器中。
*/
publicstaticCatalogDAOgetDAO（）throwsCatalogDAOSysException{
CatalogDAOcatDao=null;
try{
InitialContextic=newInitialContext（）;
//动态装入CATALOG_DAO_CLASS
//可以定义自己的CATALOG_DAO_CLASS，从而在无需变更太多代码
//的前提下，完成系统的巨大变更。
StringclassName=（String）ic.lookup（JNDINames.CATALOG_DAO_CLASS）;
catDao=（CatalogDAO）Class.forName（className）.newInstance（）;
}catch（NamingExceptionne）{
thrownewCatalogDAOSysException（"
CatalogDAOFactory.getDAO:
NamingExceptionwhile
gettingDAOtype:
\n"+ne.getMessage（））;
}catch（Exceptionse）{
thrownewCatalogDAOSysException（"
CatalogDAOFactory.getDAO:
Exceptionwhilegetting
DAOtype:
\n"+se.getMessage（））;
}
returncatDao;
}
}
CatalogDAOFactory是典型的工厂方法，catDao是通过动态类装入器className获得CatalogDAOFactory具体实现子类，这个实现子类在Java宠物店是用来操作catalog数据库，用户可以根据数据库的类型不同，定制自己的具体实现子类，将自己的子类名给与CATALOG_DAO_CLASS变量就可以。
由此可见，工厂方法确实为系统结构提供了非常灵活强大的动态扩展机制，只要我们更换一下具体的工厂方法，系统其他地方无需一点变换，就有可能将系统功能进行改头换面的变化。
Chapter02
2 Jive与设计模式
Jive论坛系统使用大量设计模式巧妙地实现了一系列功能。
因为设计模式的通用性和可理解性，将帮助更多人很快地理解Jive论坛源码，从而可以依据一种“协定”来动态地扩展它。
那么使用设计模式还有哪些好处？
2.1 设计模式
设计模式是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。
使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。
毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的。
设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石。
GOF（设计模式作者简称）《设计模式》这本书第一次将设计模式提升到理论高度，并将之规范化，该书提出了23种基本设计模式。
自此，在可复用面向对象软件的发展过程中，新的大量的设计模式不断出现。
很多人都知道Java是完全面向对象的设计和编程语言，但是由于接受教育以及经验的原因，大多数程序员或设计人员都是从传统的过程语言转变而来，因此在思维习惯上要完全转变为面向对象的设计和开发方式是困难的，而学习设计模式可以更好地帮助和坚固这种转变。
凡是学习完成设计模式的人都有一种类似重生的感觉，这种重生可以从很多方面去解释。
换一种新的角度来看待和解决问题应该是一种比较贴切的解释，而这种新的思维角度培养属于基础培训，因此，设计模式是学习Java的必读基础课程之一。
由于设计模式概念比较抽象，对于初学者学习有一定的难度，因此结合Jive论坛系统学习设计模式将是一种很好的选择。
掌握了设计模式，将会帮助程序员或设计人员以更加可重用性、可伸缩性的眼光来开发应用系统，甚至开发通用的框架系统。
框架系统是构成一类特定软件可复用设计的一组相互协作的类，主要是对应用系统中反复重用部分的提炼，类似一种模板，这是一种结构性的模板。
框架通常定义了应用体系的整体结构、类和对象的关系等设计参数，以便于具体应用实现者能集中精力于应用本身的特定细节。
框架强调设计复用，而设计模式最小的可重用单位，因此框架不可避免地会反复使用到设计模式。
关于通用框架系统的设计开发将在以后章节中讨论。
其实Jive论坛本身也形成了一个基于Web结构的通用框架系统，因为它很多设计思想是可以重用的，例如设定一个总体入口，通过入口检查用户的访问控制权限，当然还有其他各方面的功能实现方式都是值得在其他系统中借鉴的，也正因为它以模式的形式表现出来，这种可重用性和可借鉴性就更强。
2.2 ForumFactory与工厂模式
工厂模式是GOF设计模式的主要常用模式，它主要是为创建对象提供了一种接口，工厂模式主要是封装了创建对象的细节过程，从而使得外界调用一个对象时，根本无需关心这个对象是如何产生的。
在GOF设计模式中，工厂模式分为工厂方法模式和抽象工厂模式。
两者主要区别是，工厂方法是创建一种产品接口下的产品对象，而抽象工厂模式是创建多种产品接口下的产品对象，非常类似Builder生成器模式。
在平时实践中，使用较多的基本是工厂方法模式。
以类SampleOne为例，要创建SampleOne的对象实例:
SampleOnesampleOne=newSampleOne（）;
如果Sample类有几个相近的类：
SampleTwo或SampleThree，那么创建它们的实例分别是：
SampleTwosampleTwo=newSampleTwo（）;
SampleThreesampleThree=newSampleThree（）;
其实这3个类都有一些共同的特征，如网上商店中销售书籍、玩具或者化妆品。
虽然它们是不同的具体产品，但是它们有一个共同特征，可以抽象为“商品”。
日常生活中很多东西都可以这样高度抽象成一种接口形式。
上面这3个类如果可以抽象为一个统一接口SampleIF，那么上面语句就可以成为：
SampleIFsampleOne=newSampleOne（）;
SampleIFsampleTwo=newSampleTwo（）;
SampleIFsampleThree=newSampleThree（）;
在实际情况中，有时并不需要同时生成3种对象，而是根据情况在3者之中选一个。
在这种情况下，需要使用工厂方法来完成了，创建一个叫SampleFactory的抽象类：
publicclassSampleFactory{
publicabstractSampleIFcreator（）;
}
在这个抽象工厂类中有一个抽象方法creator，但是没有具体实现，而是延迟到它的子类中实现，创建子类SampleFactoryImp：
publicclassSampleFactoryImpextendsSampleFactory{
publicSampleIFcreator（）{
//根据其他因素综合判断返回具体产品
//假设应该返回SampleOne对象
returnnewSampleOne（）;
}
}
在SampleFactoryImp中根据具体情况来选择返回SampleOne、SampleTwo或SampleThree。
所谓具体情况有很多种：
上下文其他过程计算结果；直接根据配置文件中配置。
上述工厂方法模式中涉及到一个抽象产品接口Sample，如果还有其他完全不同的产品接口，如Product等，一个子类SampleFactoryImp只能实现一套系列产品方案的生产，如果还需要另外一套系统产品方案，就可能需要另外一个子类SampleFactoryImpTwo来实现。
这样，多个产品系列、多个工厂方法就形成了抽象工厂模式。
前面已经讨论在Jive中设置了论坛统一入口，这个统一入口就是ForumFactory，以下是ForumFactory的主要代码：
publicabstractclassForumFactory{
privatestaticObjectinitLock=newObject（）;
privatestaticStringclassName="com.Yasna.forum.database.DbForumFactory";
privatestaticForumFactoryfactory=null;
publicstaticForumFactorygetInstance（Authorizationauthorization）{
if（authorization==null）{
returnnull;
}
//以下使用了Singleton单态模式，将在2.3节讨论
if（factory==null）{
synchronized（initLock）{
if（factory==null）{
...//从配置文件中获得当前className
try{
//动态装载类
Classc=Class.forName（className）;
factory=（ForumFactory）c.newInstance（）;
}
catch（Exceptione）{
returnnull;
}
}
}
}
//返回proxy.用来限制授权对forum的访问
returnnewForumFactoryProxy（authorization,factory,factory.getPermissions（authorization））;
}
//创键产品接口Forum的具体对象实例
publicabstractForumcreateForum（Stringname,Stringdescription）
throwsUnauthorizedException,ForumAlreadyExistsException;
//创键产品接口ForumThread的具体对象实例
publicabstractForumThreadcreateThread（ForumMessagerootMessage）
throwsUnauthorizedException;
//创键产品接口ForumMessage的具体对象实例
publicabstractForumMessagecreateMessage（）;
....
}
ForumFactory中提供了很多抽象方法如createForum、createThread和createMessage（）等，它们是创建各自产品接口下的具体对象，这3个接口就是前面分析的基本业务对象Forum、ForumThread和ForumMessage，这些创建方法在ForumFactory中却不立即执行，而是推迟到ForumFactory子类中实现。
ForumFactory的子类实现是com.Yasna.forum.database.DbForumFactory，这是一种数据库实现方式。
即在DbForumFactory中分别实现了在数据库中createForum、createThread和createMessage（）等3种方法，当然也提供了动态扩展到另外一套系列产品的生产方案的可能。
如果使用XML来实现，那么可以编制一个XmlForumFactory的具体工厂子类来分别实现3种创建方法。
因此，Jive论坛在统一入口处使用了抽象工厂模式来动态地创建论坛中所需要的各种产品，如图3-4所示。
图3-4 ForumFactory抽象工厂模式图
图3-4中，Xm
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