《设计模式之禅》之工厂方法模式

一、工厂方法模式定义

定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

二、工厂方法模式的应用

1.工厂方法模式的优点

  • 首先,良好的封装性,代码结构清晰。一个对象创建是有条件约束的,如一个调用者需要一个具体的产品对象,只要知道这个产品的类名(或约束字符串)就可以了,不用知道创建对象的艰辛过程,降低模块间的耦合;
  • 其次,工厂方法模式的扩展性非常优秀。在增加产品类的情况下,只要适当地修改具体的工厂类或扩展一个工厂类,就可以完成”拥抱变化”。例如在我们的例子中,需要增加一个棕色人种,则只需要增加一个BrownHuman类,工厂类不用任何修改就可以完成系统扩展;
  • 再次,屏蔽产品类。这一特点非常重要,产品类的实现如何变化,调用者都不需要关心,它只需要关心产品的接口,只要接口保持不变,系统中的上层模块就不要发生变化。因为产品类的实例化工作是由工厂类负责的,一个产品对象具体由哪个产品生成是由工厂类决定的。在数据库开发中,大家应该能够深刻体会到工厂方法模式的好处:如果使用JDBC连接数据库,数据库从MySQL切换到Oracle,需要改动的地方就是切换一下驱动名称(前提条件是SQL语句是标准语句),其他的都不需要修改,这是工厂方法模式灵活性的一个直接案例;
  • 最后,工厂方法模式是典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类,其他的实现类都不用关心,符合迪米特法则,我不需要的就不要去交流;也符合依赖倒置原则,只依赖产品类的抽象;当然也符合里氏替换原则,使用产品子类替换产品父类;

2.工厂方法模式的应用场景

  • 首先,工厂方法模式是new一个对象的替代品,所以在所有需要生成对象的地方都可以使用,但是需要慎重地考虑是否要增加一个工厂类进行管理,增加代码的复杂度;
  • 其次,需要灵活地、可扩展的框架时,可以考虑采用工厂方法模式。万物皆对象,那万物也就皆产品类,例如需要设计一个连接邮件服务器的框架,有三种网络协议可供选择:POP3、IMAP、HTTP,我们就可以把这三种连接方法,用不同的方法实现三个具体的产品类(也就是连接方式)再定义一个工厂方法,按照不同的传入文件,选择不同的连接方式。如此设计,可以做到完美的扩展,如某些邮件服务器提供了WebService接口,很好,我们只要增加一个产品类就可以了;
  • 再次,工厂方法模式可以用在异构项目中,例如通过WebService与一个非Java的项目交互,虽然WebService号称可以做到异构系统的同构化,但是在实际的开发中,还是会碰到很多问题,如类型问题、WSDL文件的支持问题,等等;从WSDL中产生的对象都认为是一个产品,然后由一个具体的工厂类进行管理,减少与外围系统的耦合;
  • 最后,可以使用在测试驱动开发的框架下。例如,测试一个类A,就需要把与类A有关联关系的类B也同时产生出来,我们可以使用工厂方法模式把类B虚拟出来,避免类A和类B的耦合。目前由于JMock和EasyMock的诞生,该使用场景已经弱化了,读者可以在遇到此种情况时直接考虑使用JMock或EasyMock;

三、工厂方法模式的扩展

  • 缩小为简单工厂模式;
  • 升级为多个工厂类;
  • 替代单例模式;
  • 延迟初始化;

四、最佳实践

工厂方法模式在项目中使用得非常频繁,以至于很多代码中都包含工厂方法模式。该模式几乎尽人皆知,但不是每个人都能用得好。熟能生巧,熟练掌握该模式,多思考工厂方法如何应用,而且工厂方法模式还可以与其他模式混合使用(例如模板方法模式、单例模式、原型模式等),变化出无穷的优秀设计,这也是软件设计和开发的乐趣所在;

代码例子:https://github.com/developers-youcong/DesignPatternPractice/tree/master/Factory

文章目录
  1. 1. 一、工厂方法模式定义
  2. 2. 二、工厂方法模式的应用
    1. 2.1. 1.工厂方法模式的优点
    2. 2.2. 2.工厂方法模式的应用场景
  3. 3. 三、工厂方法模式的扩展
  4. 4. 四、最佳实践