【Spring】GoF 之工厂模式

news2024/9/24 20:34:23

一、GoF 23 设计模式简介

  • 设计模式：一种可以被重复利用的解决方案

  • GoF（Gang of Four），中文名——四人组

  • 《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》（即《设计模式》一书），1995年由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 合著，这几位作者常被称为"四人组（Gang of Four）"

  • 该书中描述了 23 种设计模式，我们平常所说的设计模式就是指这 23 种设计模式

  • 不过除了 GoF23 种设计模式之外，还有其它的设计模式，比如：JavaEE 的设计模式（DAO模式、MVC模式等）

  • GoF23 种设计模式可分为三大类

    • 创建型（5个）：解决对象创建问题

      • 单例模式

      • 工厂方法模式

      • 抽象工厂模式

      • 建造者模式

      • 原型模式

    • 结构型（7个）：一些类或对象组合在一起的经典结构

      • 代理模式

      • 装饰模式

      • 适配器模式

      • 组合模式

      • 享元模式

      • 外观模式

      • 桥接模式

    • 行为型（11个）：解决类或对象之间的交互问题

      • 策略模式

      • 模板方法模式

      • 责任链模式

      • 观察者模式

      • 迭代子模式

      • 命令模式

      • 备忘录模式

      • 状态模式

      • 访问者模式

      • 中介者模式

      • 解释器模式

工厂模式是解决对象创建问题的，所以工厂模式属于创建型设计模式

这里为什么学习工厂模式呢？这是因为 Spring 框架底层使用了大量的工厂模式

 

二、工厂模式的三种形态 

工厂模式通常有三种形态：

  • 第一种：简单工厂模式（Simple Factory）：不属于23种设计模式之一，简单工厂模式又叫做：静态 工厂方法模式。简单工厂模式是工厂方法模式的一种特殊实现

  • 第二种：工厂方法模式（Factory Method）：是 23 种设计模式之一

  • 第三种：抽象工厂模式（Abstract Factory）：是 23 种设计模式之一

 

三、简单工厂模式 

简单工厂模式的角色包括三个：

  • 抽象产品 角色

  • 具体产品 角色

  • 工厂类 角色

简单工厂模式的代码如下：

package org.qiu.simple.factory;

/**
 * 抽象产品角色
 * @author 秋玄
 * @version 1.0
 * @email qiu_2022@aliyun.com
 * @project Spring
 * @package org.qiu.simple.factory
 * @date 2022-11-09-21:53
 * @since 1.0
 */
public abstract class Weapon {

    /**
     * 所有的武器都可以攻击
     */
    public abstract void attack();
}
package org.qiu.simple.factory;

/**
 * 具体产品角色
 * @author 秋玄
 * @version 1.0
 * @email qiu_2022@aliyun.com
 * @project Spring
 * @package org.qiu.simple.factory
 * @date 2022-11-09-21:54
 * @since 1.0
 */
public class Tank  extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("二营长你他娘的意大利炮呢？？？");
    }
}
package org.qiu.simple.factory;

/**
 * 具体产品角色
 * @author 秋玄
 * @version 1.0
 * @email qiu_2022@aliyun.com
 * @project Spring
 * @package org.qiu.simple.factory
 * @date 2022-11-09-21:55
 * @since 1.0
 */
public class Fighter extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("战斗机抛下小男孩！！！");
    }
}
package org.qiu.simple.factory;

/**
 * 具体产品角色
 * @author 秋玄
 * @version 1.0
 * @email qiu_2022@aliyun.com
 * @project Spring
 * @package org.qiu.simple.factory
 * @date 2022-11-09-21:55
 * @since 1.0
 */
public class Dagger  extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("砍他丫的！！！");
    }
}
package org.qiu.simple.factory;

/**
 * @author 秋玄
 * @version 1.0
 * @email qiu_2022@aliyun.com
 * @project Spring
 * @package org.qiu.simple.factory
 * @date 2022-11-09-21:57
 * @since 1.0
 */
public class WeaponFactory {

    /**
     * 静态方法
     * 要获取什么产品，就看传什么参数
     * 传 TANK 获取坦克
     * 传 DAGGER 获取匕首
     * 传 FIGHTER 获取战斗机
     * @param weaponType
     * @return
     */
    public static Weapon get(String weaponType){
        if ("TANK".equals(weaponType)) {
            return new Tank();
        } else if ("DAGGER".equals(weaponType)) {
            return new Dagger();
        } else if ("FIGHTER".equals(weaponType)){
            return new Fighter();
        } else {
            throw new RuntimeException("暂不支持该武器的生产");
        }
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 坦克对象
        Weapon tank = WeaponFactory.get("TANK");
        tank.attack();
        // 匕首对象
        Weapon dagger = WeaponFactory.get("DAGGER");
        dagger.attack();
        // 战斗机对象
        Weapon fighter = WeaponFactory.get("FIGHTER");
        fighter.attack();
    }
}

运行结果： 

简单工厂模式的优点：

  • 客户端程序不需要关心对象的创建细节，需要哪个对象时，只需要向工厂索要即可，初步实现了责任的分离，客户端只负责“消费”，工厂负责“生产”，生产和消费分离。

简单工厂模式的缺点：

  • 缺点1：工厂类集中了所有产品的创造逻辑，形成一个无所不知的全能类，有人把它叫做上帝类。显然工厂类非常关键，不能出问题，一旦出问题，整个系统瘫痪

  • 缺点2：不符合 OCP 开闭原则，在进行系统扩展时，需要修改工厂类

Spring 中的 BeanFactory 就使用了简单工厂模式。

 

四、工厂方法模式 

工厂方法模式的角色：

  • 抽象产品角色

  • 具体产品角色

  • 抽象工厂角色

  • 具体工厂角色

/**
 * @author 秋玄
 * @version 1.0
 * @email qiu_2022@aliyun.com
 * @project Spring
 * @package PACKAGE_NAME
 * @date 2022-11-10-16:58
 * @since 1.0
 */
public abstract class Weapon {
    public abstract void attack();
}
/**
 * @author 秋玄
 * @version 1.0
 * @email qiu_2022@aliyun.com
 * @project Spring
 * @package PACKAGE_NAME
 * @date 2022-11-10-16:58
 * @since 1.0
 */
public class Dagger extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("刀他丫的！！！");
    }
}
/**
 * @author 秋玄
 * @version 1.0
 * @email qiu_2022@aliyun.com
 * @project Spring
 * @package PACKAGE_NAME
 * @date 2022-11-10-16:59
 * @since 1.0
 */
public class Gun extends Weapon{
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("biu~ biu~ biu~");
    }
}
/**
 * @author 秋玄
 * @version 1.0
 * @email qiu_2022@aliyun.com
 * @project Spring
 * @package PACKAGE_NAME
 * @date 2022-11-10-17:00
 * @since 1.0
 */
public abstract class WeaponFactory {
    public abstract Weapon get();
}
/**
 * @author 秋玄
 * @version 1.0
 * @email qiu_2022@aliyun.com
 * @project Spring
 * @package PACKAGE_NAME
 * @date 2022-11-10-17:01
 * @since 1.0
 */
public class DaggerFactory extends WeaponFactory{
    @Override
    public Weapon get() {
        return new Dagger();
    }
}
/**
 * @author 秋玄
 * @version 1.0
 * @email qiu_2022@aliyun.com
 * @project Spring
 * @package PACKAGE_NAME
 * @date 2022-11-10-17:01
 * @since 1.0
 */
public class GunFactory extends WeaponFactory{
    @Override
    public Weapon get() {
        return new Gun();
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        WeaponFactory daggerFactory = new DaggerFactory();
        Weapon dagger = daggerFactory.get();
        dagger.attack();
        GunFactory gunFactory = new GunFactory();
        Weapon gun = gunFactory.get();
        gun.attack();
    }
}

运行结果：

厂方法模式的优点：

  • 一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。

  • 扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以

  • 屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口

工厂方法模式的缺点：

  • 每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖，这并不是什么好事

 

五、抽象工厂模式（了解即可） 

抽象工厂模式相对于工厂方法模式来说，就是工厂方法模式是针对一个产品系列的，而抽象工厂模式是针对多个产品系列的，即工厂方法模式是一个产品系列一个工厂类，而抽象工厂模式是多个产品系列一个工厂类。

抽象工厂模式特点：

抽象工厂模式是所有形态的工厂模式中最为抽象和最具一般性的一种形态。抽象工厂模式是指当有多个抽象角色时，使用的一种工厂模式。抽象工厂模式可以向客户端提供一个接口，使客户端在不必指定产品的具体的情况下，创建多个产品族中的产品对象。它有多个抽象产品类，每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类，一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类，每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例。每一个模式都是针对一定问题的解决方案，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构；而抽象工厂模式针对的是多个产品等级结果。

抽象工厂中包含4个角色：

  • 抽象工厂角色

  • 具体工厂角色

  • 抽象产品角色

  • 具体产品角色

抽象工厂模式的类图如下：

抽象工厂模式的优缺点：

  • 优点：当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象

  • 缺点：产品族扩展非常困难，要增加一个系列的某一产品，既要在AbstractFactory里加代码，又要在具体的里面加代码

 

一  叶  知  秋，奥  妙  玄  心

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