设计模式之创建类模式工厂方法模式.docx
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设计模式之创建类模式工厂方法模式
设计模式之创建类模式——工厂方法模式
工厂方法模式使用的频率非常高，在我们日常的开发中总能见到它的身影。
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。
通用类图：
通用源码：
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/**
*抽象产品类
*@authorAdministrator
*
*/
public abstract class Product{
//产品类的公共方法
public void method1（）{
//业务处理逻辑
}
//抽象方法
public abstract void method2（）;
}
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/**
*具体产品类1
*@authorAdministrator
*
*/
public class ConcreteProduct1extends Product{
@Override
public void method2（）{
//业务逻辑处理
}
}
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/**
*具体产品类2
*@authorAdministrator
*
*/
public class ConcreteProduct2extends Product{
@Override
public void method2（）{
//业务逻辑处理
}
}
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/**
*抽象工厂类
*@authorAdministrator
*
*/
public abstract class Creator{
/**
*创建一个产品对象，其输入参数类型可以自行设置
*通常为String、Enum、Class等，当然也可以为空
*@param
*@paramc
*@return
*/
public abstract TcreateProduct（Classc）;
}
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/**
*具体工厂类
*
*@authorAdministrator
*
*/
public class ConcreteCreatorextends Creator{
@Override
public TcreateProduct（Classc）{
Productproduct=null;
try {
product=（Product）Class.forName（c.getName（））.newInstance（）;
}catch （InstantiationExceptione）{
//TODOAuto-generatedcatchblock
e.printStackTrace（）;
}catch （IllegalAccessExceptione）{
//TODOAuto-generatedcatchblock
e.printStackTrace（）;
}catch （ClassNotFoundExceptione）{
//TODOAuto-generatedcatchblock
e.printStackTrace（）;
}
return （T）product;
}
}
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/**
*场景类
*
*@authorAdministrator
*
*/
public class Client{
/**
*@paramargs
*/
public static void main（String[]args）{
Creatorcreator=new ConcreteCreator（）;
Productproduct=creator.createProduct（ConcreteProduct1.class）;
/*
*继续业务处理
*/
product.method1（）;
}
}
工厂方法模式的优点：
1.良好的封装性，代码结构清晰。
一个对象创建是有条件约束的，如一个调用者需要一个具体的产品对象，只要知道这个产品的类名（或约束字符串）就可以了，不用知道创建对象的艰辛过程，降低模块间的耦合。
2.工厂方法模式的扩展性非常优秀。
在增加产品类的情况下，只要适当地修改具体的工厂类或扩展一个工厂类，就可以完成“拥抱变化”。
3.屏蔽产品类。
这一点非常重要，产品类的实现如何变化，调用者都不需要关系，它只需要关心产品的接口，只要接口保持不变，系统中的上层模块就不要发生变化。
因为产品类的实例化工作是由工厂类负责的，一个产品对象具体由哪一个产品生成是由工厂类决定的。
4.工厂方法模式是典型的解耦框架。
高层模块只需要知道产品的抽象类，其他的实现类都不用关心，符合迪米特法则，我不需要的就不要去交流；也符合依赖倒置原则，只依赖产品类的抽象；当然也符合里氏替换原则，使用产品子类替换父类也没问题。
工厂方法模式的使用场景：
1.工厂方法模式是new一个对象的替代品，所以在所有需要生成对象的地方都可以使用，到那时需要慎重考虑是否要增加一个工厂类进行管理，增加代码的复杂度。
2.需要灵活的、可扩展的框架时，可以考虑采用工厂方法模式。
3.工厂方法模式可以用在异构项目中。
4.可以使用在测试驱动开发的框架下。
工厂方法模式的扩展：
∙缩小为简单工厂模式
简单工厂模式（SimpleFactoryPattern），也叫做静态工厂模式。
在实际项目中，采用该方法的案例还是比较多的，其缺点是工厂类的扩展比较困难，不符合开闭原则，但它仍然是一个非常实用的设计模式。
类图：
通用代码：
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/**
*抽象产品类
*@authorAdministrator
*
*/
public abstract class Product{
//产品类的公共方法
public void method1（）{
//业务处理逻辑
}
//抽象方法
public abstract void method2（）;
}
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/**
*具体产品类1
*@authorAdministrator
*
*/
public class ConcreteProduct1extends Product{
@Override
public void method2（）{
//业务逻辑处理
}
}
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/**
*具体产品类2
*@authorAdministrator
*
*/
public class ConcreteProduct2extends Product{
@Override
public void method2（）{
//业务逻辑处理
}
}
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/**
*简单工厂模式中的工厂类
*@authorAdministrator
*
*/
public class SimpleFactory{
public static TcreateProduct（Classc）{
Productproduct=null;
try {
product=（Product）Class.forName（c.getName（））.newInstance（）;
}catch （InstantiationExceptione）{
//TODOAuto-generatedcatchblock
e.printStackTrace（）;
}catch （IllegalAccessExceptione）{
//TODOAuto-generatedcatchblock
e.printStackTrace（）;
}catch （ClassNotFoundExceptione）{
//TODOAuto-generatedcatchblock
e.printStackTrace（）;
}
return （T）product;
}
}
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/**
*场景类
*
*@authorAdministrator
*
*/
public class Client{
/**
*@paramargs
*/
public static void main（String[]args）{
Productproduct=SimpleFactory.createProduct（ConcreteProduct1.class）;
/*
*继续业务处理
*/
product.method1（）;
}
}
∙升级为多个工厂类
多工厂模式中，每一个产品类都对应一个创建类，好处就是创建类的职责清晰，而且结构简单，但是给可扩展性和可维护性带来了一定的影响。
为什么这么说呢？
如果要扩展一个产品类，就需要建立一个相应的工厂类，这样就增加了扩展的难度。
因为工厂类和产品类的数量相同，维护时需要考虑两个对象之间的关系。
当然，在复杂的应用中一般采用多工厂的方法，然后在增加一个协调类，避免调用者与各个子工厂交流，协调类的作用是封装子工厂类，对高层模块提供统一的访问接口。
类图：
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/**
*抽象产品类
*@authorAdministrator
*
*/
public abstract class Product{
//产品类的公共方法
public void method1（）{
//业务处理逻辑
}
//抽象方法
public abstract void method2（）;
}
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*具体产品类1
*@authorAdministrator
*
*/
public class ConcreteProduct1extends Product{
@Override
public void method2（）{
//业务逻辑处理
}
}
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/**
*具体产品类2
*@authorAdministrator
*
*/
public class ConcreteProduct2extends Product{
@Override
public void method2（）{
//业务逻辑处理
}
}
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/**
*多工厂模式的抽象工厂类
*
*@authorAdministrator
*
*/
public abstract class AbstractProductFactory{
public abstract ProductcreateProduct（）;
}
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/**
*创建Product1的具体工厂类
*@authorAdministrator
*
*/
public class Product1Factoryextends AbstractProductFactory{
@Override
public ProductcreateProduct（）{
return new ConcreteProduct1（）;
}
}
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/**
*创建Product2的具体工厂类
*@authorAdministrator
*
*/
public class Product2Factoryextends AbstractProductFactory{
@Override
public ProductcreateProduct（）{
return new ConcreteProduct2（）;
}
}
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/**
*场景类
*
*@authorAdministrator
*
*/
public class Client{
/**
*@paramargs
*/
public static void main（String[]args）{
AbstractProductFactoryproductFactory=new Product1Factory（）;
Productproduct=productFactory.createProduct（）;
/*
*继续业务处理
*/
product.method1（）;
}
}
∙替代单例模式
通过反射方式创建，获得类构造器，然后设计访问权限，生成一个对象，然后提供外部访问，保证内存中的对象唯一。
通过工厂方法模式创建了一个单例对象，在一个项目中可以产生一个单例构造器，所有需要产生单例的类都遵循一定的规则（构造方法是private），然后通过扩展该框架，只要输入一个类型就可以获得唯一的一个实例。
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通用代码：
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/**
*负责生成单例的工厂类
*
*@authorAdministrator
*
*/
public class SingletonFactory{
private static Singletonsingleton;
static {
try {
Classcl=Class.forName（Singleton.class.getName（））;
//获得无参构造
Constructorconstructor=cl.getDeclaredConstructor（）;
//设置无参构造是可访问的
constructor.setAccessible（true）;
//产生一个实例对象
singleton=（Singleton）constructor.newInstance（）;
}catch （Exceptione）{
//异常处理
}
}
public static SingletongetSingleton（）{
return singleton;
}
}
∙延迟初始化（Lazyinitialization）
一个对象被消费完毕后，并不立即释放，工厂类保持其初始状态，等待再次被使用。
延迟初始化是工厂方法模式的一个扩展应用。
类图：
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/**
*延迟加载的工厂类
*
*@authorAdministrator
*
*/
public class LazyInitFactory{
private static final MapprMap=new HashMap（）;
public static synchronized ProductcreateProduct（Stringtype）throws Exception{
Productproduct=null;
//如果Map中已经有这个对象
if （prMap.containsKey（type））{
product=prMap.get（type）;
}else {
if （type.equals（"Product1"））{
product=new ConcreteProduct1（）;
}else {
product=new ConcreteProduct2（）;
}
//同时把对象放到缓存容器中
prMap.put（type,product）;
}
return product;
}
}
延迟加载框架是可以扩展的，例如限制某一个产品类的最大实例化数量，可以通过判断Map中已有对象数量来实现。
延迟加载还可以用在对象初始化比较复杂的情况下，例如硬件访问，涉及多方面的交互，则可以通过延迟加载降低对象的产生和销毁带来的复杂性。
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