Factory Pattern in Java

引言

在Java编程中创建一个实例对象你最常用什么方法，我想莫过于通过new关键字吧，new关键字实例化对象是Java中最常见也是最古老的方式了；如果你的对象在整个应用程序中传播，这时候却需要修改对象的实例化过程，那么此时不得不在每个实例化过程中修改，想必这是个十分痛苦的过程，此时你应该考虑使用工厂模式来重构你的代码。

现实中，工厂通常是流水线上加工生产出来不同功能的产品，但是产品又有功能上的相似，这种模式被应用于计算器的编程实现中，帮助工程师构建扩展性更好的程序。

工厂模式应用场景

工厂模式在类之间引入了松耦合设计原则，这是一条设计应用程序体系结构时必须考虑和应用的设计原则。针对抽象实体而不针对具体实现进行编程，在设计阶段引入松耦合原则可以使我们的系统架构更加灵活和健壮。

class relationship

上面的类图描绘了一个常见的场景，使用汽车工厂的一个例子，它能够建造3种类型的汽车，即小型汽车，轿车和豪华汽车。制造汽车需要从零件制造到最终出厂有许多步骤，计算机编程中我们将这些步骤定义为方法函数，并且应该在创建特定汽车类型的实例时调用。

工厂模式案例

根据上面类图展示Car工厂模式的实现案例：

首先定义CarType：

package com.iblog.pattern.factory;

public enum CarType {
    SMALL, SEDAN, LUXURY
}

定义Car作为所有类型汽车的抽象父类：

package com.iblog.pattern.factory;

public abstract class Car {
    private CarType model;

    public Car(CarType model) {
        this.model = model;
    }

    private void arrangeParts() {
        // Do one time processing here
    }

    // Do subclass level processing in this method
    protected abstract void construct();

    public CarType getModel() {
        return model;
    }

    public void setModel(CarType model) {
        this.model = model;
    }
}

LuxuryCar类型汽车定义：

package com.iblog.pattern.factory;

public class LuxuryCar extends Car {

    LuxuryCar() {
        super(CarType.LUXURY);
        construct();
    }

    @Override
    protected void construct() {
        System.out.println("Building luxury car");
        // add accessories
    }
}

SedanCar类型汽车定义：

package com.iblog.pattern.factory;

public class SedanCar extends Car {

    SedanCar() {
        super(CarType.SEDAN);
        construct();
    }

    @Override
    protected void construct() {
        System.out.println("Building sedan car");
        // add accessories
    }
}

SmallCar类型汽车定义：


public class SmallCar extends Car {

    SmallCar() {
        super(CarType.SMALL);
        construct();
    }

    @Override
    protected void construct() {
        System.out.println("Building small car");
        // add accessories
    }
}

工厂模式实现类CarFactory：

package com.iblog.pattern.factory;

public class CarFactory {
    public static Car buildCar(CarType model) {
        Car car = null;
        switch (model) {
            case SMALL:
                car = new SmallCar();
                break;

            case SEDAN:
                car = new SedanCar();
                break;

            case LUXURY:
                car = new LuxuryCar();
                break;

            default:
                // throw some exception
                break;
        }
        return car;
    }
}

工厂方法测试用例：

package com.iblog.pattern.factory;

import org.junit.Test;

import static org.junit.Assert.*;

public class CarFactoryTest {

    @Test
    public void buildCar() {
        System.out.println(CarFactory.buildCar(CarType.SMALL));
        System.out.println(CarFactory.buildCar(CarType.SEDAN));
        System.out.println(CarFactory.buildCar(CarType.LUXURY));
    }
}

结果：

Building small car
com.iblog.pattern.factory.SmallCar@4ee285c6
Building sedan car
com.iblog.pattern.factory.SedanCar@621be5d1
Building luxury car
com.iblog.pattern.factory.LuxuryCar@573fd745

通过工厂类来实例化对象，我们无需关心工厂生产过程，未来对于改变生产过程时，我们只需要修改对应的生产函数即可，而无需在程序的各个实例化的地方修改代码。

工厂模式的优点

工厂模式使得创建对象不必关心过程，缩减代码的同时提高了程序的可扩展性；

工厂类无需感应工厂方法在何处被调用，只需要专注内部生产过程；

必须集中生成对象的生命周期管理，以确保应用程序内的一致行为。

Jdk中的工厂模式应用

工厂模式最适合涉及复杂对象创建步骤的场景，为了确保这些步骤是集中的而不是暴露给组合类，应该使用工厂模式。我们可以在JDK中看到许多工厂模式的实时例子，例如：

Factory Pattern in Java

推荐阅读更多精彩内容