ｇｏｏ我們先來看看這兩篇文章：
設(shè)計(jì)模式之Factory
板橋里人 http://www.jdon.com 2002/10/07（轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留）
工廠模式定義:提供創(chuàng)建對(duì)象的接口.
為何使用?
工廠模式是我們最常用的模式了,著名的Jive論壇 ,就大量使用了工廠模式，工廠模式在Java程序系統(tǒng)可以說是隨處可見。
為什么工廠模式是如此常用？因?yàn)楣S模式就相當(dāng)于創(chuàng)建實(shí)例對(duì)象的new，我們經(jīng)常要根據(jù)類Class生成實(shí)例對(duì)象，如A a=new A() 工廠模式也是用來創(chuàng)建實(shí)例對(duì)象的，所以以后new時(shí)就要多個(gè)心眼，是否可以考慮實(shí)用工廠模式，雖然這樣做，可能多做一些工作，但會(huì)給你系統(tǒng)帶來更大的可擴(kuò)展性和盡量少的修改量。
我們以類Sample為例， 如果我們要?jiǎng)?chuàng)建Sample的實(shí)例對(duì)象:
Sample sample=new Sample();
可是，實(shí)際情況是，通常我們都要在創(chuàng)建sample實(shí)例時(shí)做點(diǎn)初始化的工作,比如賦值 查詢數(shù)據(jù)庫(kù)等。
首先，我們想到的是，可以使用Sample的構(gòu)造函數(shù)，這樣生成實(shí)例就寫成:
Sample sample=new Sample(參數(shù));
但是，如果創(chuàng)建sample實(shí)例時(shí)所做的初始化工作不是象賦值這樣簡(jiǎn)單的事，可能是很長(zhǎng)一段代碼，如果也寫入構(gòu)造函數(shù)中，那你的代碼很難看了（就需要Refactor重整）。
為什么說代碼很難看，初學(xué)者可能沒有這種感覺，我們分析如下，初始化工作如果是很長(zhǎng)一段代碼，說明要做的工作很多，將很多工作裝入一個(gè)方法中，相當(dāng)于將很多雞蛋放在一個(gè)籃子里，是很危險(xiǎn)的，這也是有背于Java面向?qū)ο蟮脑瓌t，面向?qū)ο蟮姆庋b(Encapsulation)和分派(Delegation)告訴我們，盡量將長(zhǎng)的代碼分派“切割”成每段，將每段再“封裝”起來(減少段和段之間偶合聯(lián)系性)，這樣，就會(huì)將風(fēng)險(xiǎn)分散，以后如果需要修改，只要更改每段，不會(huì)再發(fā)生牽一動(dòng)百的事情。
在本例中，首先，我們需要將創(chuàng)建實(shí)例的工作與使用實(shí)例的工作分開, 也就是說，讓創(chuàng)建實(shí)例所需要的大量初始化工作從Sample的構(gòu)造函數(shù)中分離出去。
這時(shí)我們就需要Factory工廠模式來生成對(duì)象了，不能再用上面簡(jiǎn)單new Sample(參數(shù))。還有,如果Sample有個(gè)繼承如MySample, 按照面向接口編程,我們需要將Sample抽象成一個(gè)接口.現(xiàn)在Sample是接口,有兩個(gè)子類MySample 和HisSample .我們要實(shí)例化他們時(shí),如下:
Sample mysample=new MySample();
Sample hissample=new HisSample();
隨著項(xiàng)目的深入,Sample可能還會(huì)"生出很多兒子出來", 那么我們要對(duì)這些兒子一個(gè)個(gè)實(shí)例化,更糟糕的是,可能還要對(duì)以前的代碼進(jìn)行修改:加入后來生出兒子的實(shí)例.這在傳統(tǒng)程序中是無法避免的.
但如果你一開始就有意識(shí)使用了工廠模式,這些麻煩就沒有了.
工廠方法
你會(huì)建立一個(gè)專門生產(chǎn)Sample實(shí)例的工廠:
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public class Factory{
public static Sample creator(int which){
//getClass 產(chǎn)生Sample 一般可使用動(dòng)態(tài)類裝載裝入類。
if (which==1)
return new SampleA();
else if (which==2)
return new SampleB();
}
}
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那么在你的程序中,如果要實(shí)例化Sample時(shí).就使用
Sample sampleA=Factory.creator(1);
這樣,在整個(gè)就不涉及到Sample的具體子類,達(dá)到封裝效果,也就減少錯(cuò)誤修改的機(jī)會(huì),這個(gè)原理可以用很通俗的話來比喻:就是具體事情做得越多,越容易范錯(cuò)誤.這每個(gè)做過具體工作的人都深有體會(huì),相反,官做得越高,說出的話越抽象越籠統(tǒng),范錯(cuò)誤可能性就越少.好象我們從編程序中也能悟出人生道理?呵呵.
使用工廠方法 要注意幾個(gè)角色，首先你要定義產(chǎn)品接口，如上面的Sample,產(chǎn)品接口下有Sample接口的實(shí)現(xiàn)類,如SampleA,其次要有一個(gè)factory類，用來生成產(chǎn)品Sample，如下圖，最右邊是生產(chǎn)的對(duì)象Sample：
進(jìn)一步稍微復(fù)雜一點(diǎn)，就是在工廠類上進(jìn)行拓展，工廠類也有繼承它的實(shí)現(xiàn)類concreteFactory了。
抽象工廠
工廠模式中有: 工廠方法(Factory Method) 抽象工廠(Abstract Factory).
這兩個(gè)模式區(qū)別在于需要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象的復(fù)雜程度上。如果我們創(chuàng)建對(duì)象的方法變得復(fù)雜了,如上面工廠方法中是創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象Sample,如果我們還有新的產(chǎn)品接口Sample2.
這里假設(shè)：Sample有兩個(gè)concrete類SampleA和SamleB，而Sample2也有兩個(gè)concrete類Sample2A和SampleB2
那么，我們就將上例中Factory變成抽象類,將共同部分封裝在抽象類中,不同部分使用子類實(shí)現(xiàn)，下面就是將上例中的Factory拓展成抽象工廠:
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public abstract class Factory{
public abstract Sample creator();
public abstract Sample2 creator(String name);
}
public class SimpleFactory extends Factory{
public Sample creator(){
.........
return new SampleA
}
public Sample2 creator(String name){
.........
return new Sample2A
}
}
public class BombFactory extends Factory{
public Sample creator(){
......
return new SampleB
}
public Sample2 creator(String name){
......
return new Sample2B
}
}
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從上面看到兩個(gè)工廠各自生產(chǎn)出一套Sample和Sample2,也許你會(huì)疑問，為什么我不可以使用兩個(gè)工廠方法來分別生產(chǎn)Sample和Sample2?
抽象工廠還有另外一個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)，是因?yàn)?SimpleFactory內(nèi)，生產(chǎn)Sample和生產(chǎn)Sample2的方法之間有一定聯(lián)系，所以才要將這兩個(gè)方法捆綁在一個(gè)類中，這個(gè)工廠類有其本身特征，也許制造過程是統(tǒng)一的，比如：制造工藝比較簡(jiǎn)單，所以名稱叫SimpleFactory。
在實(shí)際應(yīng)用中，工廠方法用得比較多一些，而且是和動(dòng)態(tài)類裝入器組合在一起應(yīng)用，
舉例
我們以Jive的ForumFactory為例，這個(gè)例子在前面的Singleton模式中我們討論過，現(xiàn)在再討論其工廠模式:
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public abstract class ForumFactory {
private static Object initLock = new Object();
private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory";
private static ForumFactory factory = null;
public static ForumFactory getInstance(Authorization authorization) {
//If no valid authorization passed in, return null.
if (authorization == null) {
return null;
}
//以下使用了Singleton 單態(tài)模式
if (factory == null) {
synchronized(initLock) {
if (factory == null) {
......
try {
//動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)載類
Class c = Class.forName(className);
factory = (ForumFactory)c.newInstance();
}
catch (Exception e) {
return null;
}
}
}
}
//Now, 返回 proxy.用來限制授權(quán)對(duì)forum的訪問
return new ForumFactoryProxy(authorization, factory,
factory.getPermissions(authorization));
}
//真正創(chuàng)建forum的方法由繼承forumfactory的子類去完成.
public abstract Forum createForum(String name, String description)
throws UnauthorizedException, ForumAlreadyExistsException;
....
}
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因?yàn)楝F(xiàn)在的Jive是通過數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)存放論壇帖子等內(nèi)容數(shù)據(jù),如果希望更改為通過文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),這個(gè)工廠方法ForumFactory就提供了提供動(dòng)態(tài)接口:
private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory";
你可以使用自己開發(fā)的創(chuàng)建forum的方法代替com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory就可以.
在上面的一段代碼中一共用了三種模式,除了工廠模式外,還有Singleton單態(tài)模式,以及proxy模式,proxy模式主要用來授權(quán)用戶對(duì)forum的訪問,因?yàn)樵L問forum有兩種人:一個(gè)是注冊(cè)用戶 一個(gè)是游客guest,那么那么相應(yīng)的權(quán)限就不一樣,而且這個(gè)權(quán)限是貫穿整個(gè)系統(tǒng)的,因此建立一個(gè)proxy,類似網(wǎng)關(guān)的概念,可以很好的達(dá)到這個(gè)效果.
看看Java寵物店中的CatalogDAOFactory:
| public class CatalogDAOFactory {
/**
* 本方法制定一個(gè)特別的子類來實(shí)現(xiàn)DAO模式。
* 具體子類定義是在J2EE的部署描述器中。
*/
public static CatalogDAO getDAO() throws CatalogDAOSysException {
CatalogDAO catDao = null;
try {
InitialContext ic = new InitialContext();
//動(dòng)態(tài)裝入CATALOG_DAO_CLASS
//可以定義自己的CATALOG_DAO_CLASS，從而在無需變更太多代碼
//的前提下，完成系統(tǒng)的巨大變更。
String className =(String) ic.lookup(JNDINames.CATALOG_DAO_CLASS);
catDao = (CatalogDAO) Class.forName(className).newInstance();
} catch (NamingException ne) {
throw new CatalogDAOSysException("
CatalogDAOFactory.getDAO: NamingException while
getting DAO type : \n" + ne.getMessage());
} catch (Exception se) {
throw new CatalogDAOSysException("
CatalogDAOFactory.getDAO: Exception while getting
DAO type : \n" + se.getMessage());
}
return catDao;
}
}
|
CatalogDAOFactory是典型的工廠方法，catDao是通過動(dòng)態(tài)類裝入器className獲得CatalogDAOFactory具體實(shí)現(xiàn)子類，這個(gè)實(shí)現(xiàn)子類在Java寵物店是用來操作catalog數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的類型不同，定制自己的具體實(shí)現(xiàn)子類，將自己的子類名給與CATALOG_DAO_CLASS變量就可以。
由此可見，工廠方法確實(shí)為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供了非常靈活強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展機(jī)制，只要我們更換一下具體的工廠方法，系統(tǒng)其他地方無需一點(diǎn)變換，就有可能將系統(tǒng)功能進(jìn)行改頭換面的變化。
設(shè)計(jì)模式如何在具體項(xiàng)目中應(yīng)用見《Java實(shí)用系統(tǒng)開發(fā)指南》
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隨著模式概念的普及，了解模式和使用模式的程序員越來越多，很多人在學(xué)習(xí)模式的時(shí)候，都會(huì)有這樣一種疑惑：“有必要搞得這么復(fù)雜嗎？”。的確，因?yàn)榻坛痰睦舆^于簡(jiǎn)單化（這樣方便讀者學(xué)習(xí)），或者是作者選例子的時(shí)候并沒有很好體現(xiàn)所講模式的優(yōu)點(diǎn)，很多情況下如果僅就其例子的問題來說，用模式是太復(fù)雜了。因此才導(dǎo)致這樣的誤解：“模式就是把簡(jiǎn)單的問題復(fù)雜化嗎？”。當(dāng)然不是，隨著你開發(fā)實(shí)踐的不斷豐富，你終會(huì)發(fā)現(xiàn)模式強(qiáng)大威力，而且模式也并非貴族化的編程方式，它就是一些經(jīng)過提煉了的解決問題的方法技巧。
通過學(xué)習(xí)模式，程序員開始告別過去準(zhǔn)直線式的代碼方式，模式開擴(kuò)了我們的視野，強(qiáng)化了我們面向?qū)ο缶幊痰乃季S方式。然而現(xiàn)在又出現(xiàn)了另一個(gè)普遍的問題，盲目應(yīng)用模式。模式是問題的解決方案，先有問題才有模式，模式是依附于所要解決的問題的而生的。必須了解模式在很多情況下是以提高代碼的復(fù)雜度為代價(jià)來增強(qiáng)靈活性、可復(fù)用性。如果在自已的代碼中使用某一模式僅只提高了代碼的復(fù)雜度，而其它方面收效甚微，或者某部份代碼根本就不存在靈活性及高復(fù)用性的需求，那么我們就沒有必要為使用模式而放棄更直觀簡(jiǎn)單的代碼寫法。
一流的高手90%精力關(guān)注問題的解決方案，因?yàn)檎业搅撕玫慕鉀Q方案，再寫起代碼會(huì)很輕松代碼也簡(jiǎn)潔流暢，看這樣的代碼是一種享受和提高；二流的熟手90%精力關(guān)注代碼實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閱栴}的解決方案并非最佳，實(shí)現(xiàn)的代碼也會(huì)比較復(fù)雜；三流菜鳥記流水帳,90%精力在敲鍵盤，常常做了大半才發(fā)現(xiàn)行不通，回過頭來再用90%的時(shí)間敲鍵盤，根本不會(huì)用到任何模式，寫出來的代碼的只有他自已才能看懂。做出來的軟件也是支離破碎，做一丁點(diǎn)改動(dòng)都要大費(fèi)周折，而且你還不知道改動(dòng)后會(huì)產(chǎn)生什么問題，大有住危房里的感覺。
在這里還是舉一個(gè)濫用模式的例子吧。我曾參與過一個(gè)大集團(tuán)公司ＯＡ系統(tǒng)的第二期開發(fā)，開發(fā)沿用原有代碼架構(gòu)并增加新的功能模塊。文檔很少我讀原代碼時(shí)就被它程序里的代碼轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去搞得頭大如斗，最后讀懂了：原代碼架構(gòu)總體采用工廠模式，而且是最復(fù)雜的抽象工廠模式。它把所有模塊類都通過工廠生成還工廠套工廠，并且每一個(gè)模塊類都有一個(gè)接口，每個(gè)接口也只有一個(gè)模塊現(xiàn)實(shí)類，因?yàn)樯婕皺?quán)限控制還用了代理(proxy)模式。 讀懂代碼后我開始嵌入代碼，發(fā)現(xiàn)每新增一個(gè)類，都要到六個(gè)Java文件中去增加相應(yīng)代碼，而在類中每增加一個(gè)方法，也要到它的接口等四個(gè)Java文件中去增加相應(yīng)代碼。天呀！！！記得當(dāng)時(shí)我的小姆指常會(huì)不聽使喚，就是因?yàn)轭l繁的使用Ctrl+C 、Ctrl+V，小姆指按著Ctrl鍵給累的。整個(gè)項(xiàng)目組苦不堪言，真煩透了。項(xiàng)目結(jié)束后我回顧發(fā)現(xiàn)：代理模式用得還對(duì)（現(xiàn)在針對(duì)權(quán)限這類橫向控制有AOP編程這種新的解決辦法了）但工廠模式在這里根本就是畫蛇添足，不僅沒有解決什么問題，反而增加代碼復(fù)雜度和耦合性，降低了開發(fā)效率連維護(hù)難度都提高了。而且那種每個(gè)類簡(jiǎn)單的加一個(gè)接口的方式，更是沒有道理，這讓我很想說周星馳說過的一句話：“球~~~不是這么踢~~~~的，接口~~~不是這么用~~~的”。言歸正傳，我們先來看這樣一個(gè)常見問題：某系統(tǒng)需要支持多種類型的數(shù)據(jù)庫(kù)。用過Oracle、MSSQL等數(shù)據(jù)庫(kù)的人都知道，它們的SQL編寫方式都各有些不同。比如說Oracle的唯一標(biāo)識(shí)自動(dòng)+1字段用的是序列，MSSQL改一下字段屬性就成了，還有各種各自特有的SQL用法。為了支持多數(shù)據(jù)庫(kù)，難道我們要開發(fā)多套系統(tǒng)？當(dāng)然NO。請(qǐng)看下面的解決方案。
即然數(shù)據(jù)庫(kù)存在多種，我們可以將系統(tǒng)中所有對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作抽象出來，寫成一個(gè)個(gè)方法組合到一個(gè)類中，有幾種數(shù)據(jù)庫(kù)我們就寫幾個(gè)這樣的類。具體設(shè)計(jì)類圖如下：
簡(jiǎn)要說明：
OracleDataOperate、SqlserverDataOperate、MysqlDataOperate，分別代表Oracle、Sqlserver、Mysql這三種數(shù)據(jù)庫(kù)的操作類。繼承自AbstractDataOperate
AbstractDataOperate是一個(gè)抽象類，包含了那些不同種類數(shù)據(jù)庫(kù)都是一樣代碼的操作方法。繼承自DataOperate
DataOperate是上面說的數(shù)據(jù)操作類的統(tǒng)一接口，只有兩個(gè)方法：取得一條記錄、插入一條記錄。
DataOperateFactory是一個(gè)工廠方法，統(tǒng)一用它的方法來得到數(shù)據(jù)庫(kù)操作類的實(shí)例。
SampleClass是我們系統(tǒng)的某個(gè)功能模塊的類。
People是一個(gè)實(shí)體類，代表一條記錄。三個(gè)字段 oid唯一標(biāo)識(shí)符、name姓名、date生日。
詳細(xì)說明：
１、所有系統(tǒng)功能模塊類只認(rèn)DataOperat這個(gè)接口還不必管具體的實(shí)現(xiàn)類是OracleDataOperate還SqlserverDataOperate。DataOperate源代碼如下：
public interface DataOperate {
//根據(jù)記錄的唯一標(biāo)識(shí)取出一條記錄
People getPeople(String oid);
//插入一條記錄
boolean insertPeople(People people);
}
２、AbstractDataOperate、OracleDataOperate、SqlserverDataOperate、MysqlDataOperate都是繼承DataOperate接口的，沒什么好說的，省略。
３、DataOperateFactory。我們看看工廠方法怎么寫的。
public class DataOperateFactory {
public static final int ORACLE = 0; //定義三個(gè)表示數(shù)據(jù)庫(kù)類型的常量
public static final int MYSQL = 1;
public static final int SQLSERVER = 2;
private static DataOperate db;
private static int dataType = MYSQL;
/**
* 根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)類型(dataType)取得一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作類的實(shí)例，
* 這里對(duì)DataOperate使用了單例模式，因?yàn)镺racelDataOperate等都是無狀態(tài)的工具類，
* 所以整個(gè)系統(tǒng)只保留一個(gè)實(shí)例就行了。
*
* @return 返回的是接口，客戶端不必關(guān)心具體是用那個(gè)實(shí)現(xiàn)類
*/
public static DataOperate getInstance() {
if (db == null) {
if (dataType == ORACLE) //根據(jù)dateType返回相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)類
return new OracelDataOperate();
if (dataType == MYSQL)
return new MysqlDataOperate();
if (dataType == SQLSERVER)
return new SqlserverDataOperate();
}
return db;
}
}
４、接下來就看看使用端是如何調(diào)用工廠方法和使用數(shù)據(jù)操作類的。
/**
* 系統(tǒng)某個(gè)功能類
*/
public class SampleClass {
private DataOperate db; //聲明一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作類，注意這里用的是接口噢
/**某方法*/
public void sampleMethod() {
db = DataOperateFactory.getInstance();//得到單一實(shí)例
People p = db.getPeople("123"); //取得一條記錄
db.insertPeople(p);//再插回去
}
}
我們發(fā)現(xiàn)SampleClass中根本沒有出現(xiàn)OracelDataOperate、MysqlDataOperate等的影子，這就是接口的威力。客戶端不必針對(duì)OracelDataOperate等寫不同的代碼，它只關(guān)心DataOperate即可，具體要取那個(gè)類的邏輯就由DataOperateFactory負(fù)責(zé)了。
總結(jié)：
從例子中我們可以看到什么是面向接口的編程方式。SampleClass使用數(shù)據(jù)操作類可以不必關(guān)心具體是那個(gè)類，只要是符合接口的都行
要實(shí)例？只須調(diào)用DataOperateFactory.getInstance()即可，其它的交于DataOperateFactory這個(gè)工廠來做吧，使用端什么都不用關(guān)心。
我們要支持新的數(shù)據(jù)庫(kù)類型，只須要象OracelDataOperate那樣，再寫一個(gè)繼承AbstractDataOperate的類即可，比如SysbaseDataOperate。然后到DataOperateFactory中加入相應(yīng)代碼即可。
如果我們想要可配置性更高，可以用private static int dataType = MYSQL;中的值設(shè)置到一個(gè)文本文件中。
對(duì)于開發(fā)支持多種數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)，強(qiáng)烈建議使用hibernate，我現(xiàn)在做的系統(tǒng)就是用hibernate的，開發(fā)時(shí)用Mysql，到要給客戶時(shí)將數(shù)據(jù)庫(kù)換了DB2，程序不用做任何改動(dòng)，真正的無逢移植。不過這樣，本文所提到的方法就沒什么用了.
這兩篇是我找到的關(guān)于Factory Mode的文章，但是前面的論述很好，后面的例子卻不怎么樣，特別是第二篇的例子并不符合實(shí)際也沒必要這樣做，純粹是接口也可以實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)actory Mode并沒有體現(xiàn)多少。第一篇的就似乎比較切實(shí)，但是說的也不夠清晰。