简述

  • 类型：创建型

  • 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。