简述
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类型:创建型
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目的:实现对客户端中对象的平替。
我们借以下案例来说说如何使用工厂方法模式平替对象。
优化案例
最初版
public interface OS {
public void start();
public void sleep();
public void restart();
public void stop();
}
public class Linux implements OS {
public void start() {
System.out.println("启动Linux系统!");
}
public void sleep() {
System.out.println("睡眠Linux系统!");
}
public void restart() {
System.out.println("重启Linux系统!");
}
public void stop() {
System.out.println("停止Linux系统!");
}
}
public class Windows implements OS {
public void start() {
System.out.println("启动Windows系统!");
}
public void sleep() {
System.out.println("睡眠Windows系统!");
}
public void restart() {
System.out.println("重启Windows系统!");
}
public void stop() {
System.out.println("停止Windows系统!");
}
}
public class Unix implements OS {
public void start() {
System.out.println("启动Unix系统!");
}
public void sleep() {
System.out.println("睡眠Unix系统!");
}
public void restart() {
System.out.println("重启Unix系统!");
}
public void stop() {
System.out.println("停止Unix系统!");
}
}
客户端调用如下。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
OS os1 = new Linux();
OS os2 = new Windows();
OS os3 = new Unix();
}
}
传统是new创建对象的方式有着硬编码的问题。当我们需要把所有Linux对象改为Unix对象时,就必须在项目中检索所有的Linux一一修改为Unix。这无疑增加了大量的无意义的工作。
修改版v1(简单工厂模式)
增加一个工厂类,其他不变。
public class OSFactory {
static OS instance(String arg) {
if (arg.equals("Linux")) {
return new Linux();
} else if (arg.equals("Unix")) {
return new Unix();
} else if (arg.equals("Windows")) {
return new Windows();
}
throw new Exception("输入的参数错误");
}
}
修改后,客户端的代码调用。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
OS os1 = OSFactory.instance("Linux");
OS os2 = OSFactory.instance("Windows");
OS os3 = OSFactory.instance("Unix");
}
}
在一定程度上解决了客户端硬编码问题。并且当我们需要把所有Linux对象改为Unix对象时,只需要在OS中将new Linux() → new Unix()
即可。这无疑节省了很多的时间,也无需为硬编码带来的大量改修而苦恼。
但是目前这个优化方案依然有至少两个问题,一是OSFactory.instance
方法中耦合了所有的OS实现类,这可能有碍于未来的项目维护,二是new Linux() → new Unix()
这种修改方式会导致代码变得不明确,既然不论是Linux还是Unix都直接生成Unix对象,就没有必要定义Linux了呀。实际上是因为客户端代码中还有使用OSFactory.instance("Linux")
来创建的对象,为了不修改客户端代码,强行做如上修改。
修改版v2(工厂方法模式)
将原本的工厂类抽象化,并定义一系列不同的实现类,其余不变。
public interface OSFactory {
OS create();
}
public class LinuxFactory {
public OS create() {
return new Linux();
}
}
public class WindowsFactory {
public OS create() {
return new Windows();
}
}
public class UnixFactory {
public OS create() {
return new Unix();
}
}
修改后,客户端的代码调用。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
OSFactory factory = new LinuxFactory();
OS os1 = factory.create();
}
}
将原本OSFactory
类中臃肿的逻辑分散到各个子类中,提高了系统的可维护性,不用再每次都修改Factory类了。
那么,问题来了,这样的结构对于我们的项目有什么帮助吗?几乎没有,我们只是将对象的创建统一管理了而已,这也只是工厂方法模式的一个很小的功能。实际上需求是快速的将系统中的对象平替。而为了实现这个需求,我们需要结合Java反射这项技术。请看下面的代码。
修改版v3(工厂方法+反射)
只修改客户端的调用方式,其他位置不做修改。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 实际项目中一般定义成特定的类(专门用来加载各种配置)中的静态变量
Properties prop = new Properties();
FileReader fileReader = new FileReader("src/resource/props/config.prop");
// 使用properties文件来存储当前调用类的信息
prop.load(fileReader);
fileReader.close();
OSFactory factory = (OSFactory) Class.forName(prop.getProperty("FACTORY"))
.getDeclaredConstructor().newInstance();
OS os1 = factory.create();
}
}
增加一个properties文件文件,定义如下。
#当前使用的工厂类
FACTORY=design.factorymethod.demo02.LinuxFactory
当系统需要将实例的LinuxFactory
类转化为其他的实现类时,只需要更改上述配置文件即可。
总结
优点
- 轻松做到类的平替。
缺点
- 类数量倍增,系统复杂度增加。
应用场景
- 根据需求,需要全面替换系统中的某个类时。