⑤工厂方法模式
前言：
女娲补天的故事大家都听说过吧，今天不说这个，说女娲创造人的故事，可不是“造人”的工作，这个词被现代人滥用了。这个故事是说，女娲在补了天后，吓到凡间一看，哇塞，风景太又没了，天空是湛蓝的，水是清澈的，空气是清新的，太美丽了，然后待时间长了就感觉到有点寂寞，没有动物，这些看得到都是静态的东西，怎么办？
别忘了是神仙呀，没有办不到的事情，预示女娲就架起了八卦炉（专业术语：建造工厂）开始创建人，具体过程是：显示泥巴捏，然后放八卦炉里拷，再扔到地上成长，但是意外总是会产生的：
第一次烤泥人，滋滋滋滋~，感觉应该熟了，往地上一扔，biu~，一个白人诞生了，没烤熟。
第二次烤泥人，滋滋滋滋滋滋滋滋滋~，上次没烤熟，这次多烤会~，往地上一扔，结果熟过头了，黑人哪！
第三次烤泥人，滋滋滋~，这次刚刚好，完美！，黄色人种（备注：RB人不属此列）
例子
这个过程还是比较有意思的，先看看类图
/**
* 定义一个人类
* <p>Title:Human </p>
* <p>Description: </p>
* @author cjm
* @date 2017年9月2日 下午2:52:51
*/
public interface Human {
// 人类会笑
public void laugh();
// 人类还会哭，代表痛苦
public void cry();
// 人类会说话
public void talk();
}package cn.cjm.factoryModule;
/**
* 定义白人
* <p>Title:WhiteHuman </p>
* <p>Description: </p>
* @author cjm
* @date 2017年9月2日 下午3:07:28
*/
public class WhiteHuman implements Human{
@Override
public void laugh() {
System.out.println("hahaha");
}
@Override
public void cry() {
System.out.println("55555555");
}
@Override
public void talk() {
System.out.println("helo,find ,thanks you");
}
}package cn.cjm.factoryModule;
/**
* 定义黑人
* <p>Title:BlackHuman </p>
* <p>Description: </p>
* @author cjm
* @date 2017年9月2日 下午3:07:47
*/
public class BlackHuman implements Human {
@Override
public void laugh() {
System.out.println("黑种人会笑");
}
@Override
public void cry() {
System.out.println("黑种人会哭");
}
@Override
public void talk() {
System.out.println("yo yo ");
}
}package cn.cjm.factoryModule;
/**
* 定义黄种人
* <p>Title:YellowHuman </p>
* <p>Description: </p>
* @author cjm
* @date 2017年9月2日 下午3:08:00
*/
public class YellowHuman implements Human {
@Override
public void laugh() {
System.out.println("黄种人会笑");
}
@Override
public void cry() {
System.out.println("黄种人会哭");
}
@Override
public void talk() {
System.out.println("黄种人会说话");
}
}package cn.cjm.factoryModule;
/**
* 创建八卦炉
* <p>Title:HumanFactory </p>
* <p>Description: </p>
* @author cjm
* @date 2017年9月2日 下午3:02:05
*/
public class HumanFactory {
// 定一个烤箱，泥巴塞进去，人就出来，这个太先进了
public static Human createHuman(Class c) {
Human human = null; // 定义一个类型的人类
try {
human = (Human) Class.forName(c.getName()).newInstance(); // 产生一个人种
} catch (InstantiationException e) {// 你要是不说个人种颜色的话，没法烤，要白的黑的，你说话了才好烤
System.out.println("必须指定人种的颜色");
} catch (IllegalAccessException e) { // 定义的人种有问题，那就烤不出来了
System.out.println("人种定义错误！ ");
} catch (ClassNotFoundException e) { // 你随便说个人种，我到哪里给你制造去？！
System.out.println("混蛋，你指定的人种找不到！ ");
}
return human;
}
}package cn.cjm.factoryModule;
/**
* 定义一个女娲
* <p>Title:Nvwa </p>
* <p>Description: </p>
* @author cjm
* @date 2017年9月2日 下午3:03:27
*/
public class Nvwa {
public static void main(String[] args) {
// 女娲第一次造人，白人
System.out.println("女娲第一次造人，白人:");
Human human = HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);
human.cry();
human.laugh();
human.talk();
// 女娲第二次造人，黑人
System.out.println("女娲第二次造人，黑人:");
human = HumanFactory.createHuman(BlackHuman.class);
human.cry();
human.laugh();
human.talk();
// 女娲第三次造人
System.out.println("女娲第三次造人，黄种人人:");
human = HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);
human.cry();
human.laugh();
human.talk();
}
}
这下子世界就热闹了，但是这样还是太麻烦了，能不能直接塞一个泥巴进去，随便给我来个人种就好了呢？现在看类图：
这个设计的难点在于，如何通过接口找到所有的实现类，这里需要一个工具类
package cn.cjm.factoryModule;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Enumeration;
import java.util.List;
public class ClassUtils {
public static List<Class> getAllClassByInterface(Class c){
List<Class> returnClassList = new ArrayList<>();// 返回结果
// 如果不是一个接口，则不做处理
if(c.isInterface()){
String packageName = c.getPackage().getName();// 获得当前的包名
try{
List<Class> allClass = getClasses(packageName);//获得当前包下以及子包下的所有类
// 判断是否为同一个接口
for(int i=0;i<allClass.size();i++){
if(c.isAssignableFrom(allClass.get(i))){// 判断是不是一个接口
if(!c.equals(allClass.get(i))){// 本身不加进去
returnClassList.add(allClass.get(i));
}
}
}
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
return returnClassList;
}
// 从一个包中查找出所有的类，在jar包中不能查找
private static List<Class> getClasses(String packageName) throws IOException, ClassNotFoundException {
ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
String path = packageName.replace('.', '/');
Enumeration<URL> resources = classLoader.getResources(path);
List<File> dirs = new ArrayList<File>();
while (resources.hasMoreElements()) {
URL resource = resources.nextElement();
dirs.add(new File(resource.getFile()));
}
ArrayList<Class> classes = new ArrayList<Class>();
for (File directory : dirs) {
classes.addAll(findClasses(directory, packageName));
}
return classes;
}
private static List<Class> findClasses(File directory, String packageName) throws ClassNotFoundException {
List<Class> classes = new ArrayList<Class>();
if (!directory.exists()) {
return classes;
}
File[] files = directory.listFiles();
for (File file : files) {
if (file.isDirectory()) {
assert !file.getName().contains(".");
classes.addAll(findClasses(file, packageName + "." + file.getName()));
} else if (file.getName().endsWith(".class")) {
classes.add(
Class.forName(packageName + '.' + file.getName().substring(0, file.getName().length() - 6)));
}
}
return classes;
}
}这个工具类就厉害了，通过这个工具类，可以根据接口找到该包下的所有该实现类，我猜这也是Spring中通过接口注入实现类的方式吧！而且只要稍加修改，就可以由父类查找到所有的子类了
然后我们需要修改HumanFactory，添加一个createHuman()的方法
// 随便塞一把泥巴到八卦炉，爱出啥人种就啥人种
public static Human createHuman(){
Human human = null;// 定义一个类型的人类
// 首先是获得有多少个实现类，多少个人种
List<Class> concreteHumanList = ClassUtils.getAllClassByInterface(Human.class);// 定义了多少人种
// 八卦炉想烧出什么人种就什么人种
Random random = new Random();
int rand = random.nextInt(concreteHumanList.size());
human = createHuman(concreteHumanList.get(rand));
return human;
}修改一下女娲这个类
package cn.cjm.factoryModule;
/**
* 定义一个女娲
* <p>Title:Nvwa </p>
* <p>Description: </p>
* @author cjm
* @date 2017年9月2日 下午3:03:27
*/
public class Nvwa {
public static void main(String[] args) {
// 女娲第一次造人，白人
System.out.println("女娲第一次造人，白人:");
Human human = HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);
human.cry();
human.laugh();
human.talk();
// 女娲第二次造人，黑人
System.out.println("女娲第二次造人，黑人:");
human = HumanFactory.createHuman(BlackHuman.class);
human.cry();
human.laugh();
human.talk();
// 女娲第三次造人
System.out.println("女娲第三次造人，黄种人人:");
human = HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);
human.cry();
human.laugh();
human.talk();
System.out.println("\n\n----------随机产生人种-----------");
for(int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("--------------"+i+"------------------");
Human human2 = HumanFactory.createHuman();
human2.cry();
human2.laugh();
human2.talk();
}
}
}总结一下，增加了createHuman()后，是不是这个工厂的扩展性更好了？如果要添加一个人种，只要你继续实现Human这个接口就好了，然后啥都不需要修改。简单工厂模式就是这么简单，那我们在引入一个问题：人是有性别的，有男有女，你这怎么没区别，别急，这个以后再说。
拓展
工厂方法模式还有一个非常重要的应用，就是延迟初始化（Lazy initialization)，什么是延迟初始化呢？一个对象初始化完毕后就不释放，等到再次用到就不用再次初始化了，直接从内存拿到就可以了，怎么实现呢？很简单，看例子
修改HumanFactory
//定义一个MAP，初始化过的Human对象都放在这里
private static HashMap<String, Human> humans= new HashMap<>();
// 定一个烤箱，泥巴塞进去，人就出来，这个太先进了
public static Human createHuman(Class c) {
Human human = null; // 定义一个类型的人类
try {
if(humans.containsKey(c.getSimpleName())){
human = humans.get(c.getSimpleName());
}else{
human = (Human) Class.forName(c.getName()).newInstance(); // 产生一个人种
// 放入到MAP中
humans.put(c.getSimpleName(), human);
}
} catch (InstantiationException e) {// 你要是不说个人种颜色的话，没法烤，要白的黑的，你说话了才好烤
System.out.println("必须指定人种的颜色");
} catch (IllegalAccessException e) { // 定义的人种有问题，那就烤不出来了
System.out.println("人种定义错误！ ");
} catch (ClassNotFoundException e) { // 你随便说个人种，我到哪里给你制造去？！
System.out.println("混蛋，你指定的人种找不到！ ");
}
return human;
}很简单，就加上一个map并对其进行管理即可，这个在类初始化很消耗资源的情况比较实用，比如你要连接硬件，或者是为了初始化一个类需要准备比较多条件（参数），通过这种方式可以很好的减少项目的复杂度。