Spring中的設計模式：工廠方法模式

導讀

• 工廠方法模式是所有設計模式中比較常用的一種模式，但是真正能搞懂用好的少之又少，Spring底層大量的使用該設計模式來進行封裝，以致開發者閱讀源代碼的時候暈頭轉向。
• 文章首發於微信公眾號【碼猿技術專欄】，原創不易，謝謝支持！！！
• 今天陳某分別從以下五個方面詳細講述一下工廠方法模式：
  1. 「從什么是工廠方法模式」
  2. 「通用框架實現」
  3. 「工廠方法模式的優點」
  4. 「工廠方法模式的升級」
  5. 「Spring底層如何使用工廠方法模式」

什么是工廠方法模式？

• 定義：定義一個用於創建對象的 接口，讓子類決定實例化哪一個類。工廠方法使一個類的實例化延遲到其子類。

• 工廠方法模式通用類圖如下： 

• 
• 在工廠方法模式中，抽象產品Product負責定義產品的特性，實現對事物的抽象定義。
• AbstractFactory是抽象工廠類，定義了一個抽象工廠方法。具體的如何創建產品由工廠實現類ConcreteFactory完成。

通用框架實現

• 工廠方法模式的變種有很多，陳某給出一個比較實用的通用框架。
• 抽象產品類：

public abstract class Product { /** * 公共邏輯方法 */
    public void method1(){} /** * 抽象方法：由子類實現，根據業務邏輯定義多個 */
    public abstract void method2(); }

• 具體產品類1，繼承抽象產品類，如下：

public class Product1 extends Product { /** * 實現抽象產品類的抽象方法 */ @Override public void method2() { } }

• 具體產品類2，繼承抽象產品類，如下：

public class Product2 extends Product { /** * 實現抽象產品類的抽象方法 */ @Override public void method2() { } }

• 抽象工廠類，必須定義一個工廠方法來自己實現具體的創建邏輯，如下：

public abstract class AbstractFactory { /** * 工廠方法，需要子類實現 * @param cls * @param <T> * @return */
    public abstract <T extends Product> T create(Class<T> cls); }

• 具體工廠類，使用了反射對具體產品的實例化，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; } }

• 測試如下：

public static void main(String[] args) { //創建具體工廠類
        ConcreteFactory factory = new ConcreteFactory(); //調用工廠方法獲取產品類1的實例
        Product1 product1 = factory.create(Product1.class); System.out.println(product1); }

• 以上是簡單的一個通用框架，讀者可以根據自己的業務在其上拓展。

工廠方法模式的優點

• 良好的封裝性，代碼結構清晰，調用者不用關系具體的實現過程，只需要提供對應的產品類名稱即可。
• 易擴展性，在增加產品類的情況下，只需要適當的修改工廠類邏輯或者重新拓展一個工廠類即可。
• 屏蔽了產品類，產品類的變化調用者不用關心。比如在使用JDBC連接數據庫時，只需要改動一個驅動的名稱，數據庫就會從Mysql切換到Oracle，極其靈活。

工廠方法模式的升級

• 在復雜的系統中，一個產品的初始化過程是及其復雜的，僅僅一個具體工廠實現可能有些吃力，此時最好的做法就是為每個產品實現一個工廠，達到一個工廠類只負責生產一個產品。
• 此時工廠方法模式的類圖如下：

• 如上圖，每個產品類都對應了一個工廠，一個工廠只負責生產一個產品，非常符合單一職責原則。
• 針對上述的升級過程，那么工廠方法中不需要傳入抽象產品類了，因為一個工廠只負責一個產品的生產，此時的抽象工廠類如下：

public abstract class AbstractFactory { /** * 工廠方法，需要子類實現 */
    public abstract <T extends Product> T create(); }

Spring底層如何使用工廠方法模式？

• 工廠方法模式在Spring底層被廣泛的使用，陳某今天舉個最常用的例子就是AbstractFactoryBean。
• 這個抽象工廠很熟悉了，這里不再討論具體的作用。其實現了FactoryBean接口，這個接口中getObject()方法返回真正的Bean實例。
• AbstractFactoryBean中的getObject()方法如下：

public final T getObject() throws Exception { //單例，從緩存中取，或者暴露一個早期實例解決循環引用
  if (isSingleton()) { return (this.initialized ? this.singletonInstance : getEarlySingletonInstance()); } //多實例
  else { //調用createInstance
   return createInstance(); } } //創建對象
  protected abstract T createInstance() throws Exception;

• 從以上代碼可以看出，創建對象的職責交給了createInstance這個抽象方法，由其子類去定制自己的創建邏輯。
• 下圖顯示了繼承了AbstractFactoryBean的具體工廠類，如下：

• 其實與其說AbstractFactoryBean是抽象工廠類，不如說FactoryBean是真正的抽象工廠類，前者只是對后者的一種增強，完成大部分的可復用的邏輯。比如常用的sqlSessionFactoryBean只是簡單的實現了FactoryBean，並未繼承AbstractFactoryBean，至於結論如何，具體看你從哪方面看了。

總結

• 工廠方法模式是一種常見的設計模式，但是真正能夠用的高級，用的透徹還是有些難度的，開發者所能做的就是在此模式基礎上思考如何優化自己的代碼，達到易擴展、封裝性強的效果了。