工厂模式（Factory Pattern）和java反射机制优化思考

Posted 2020-07-10

GOF的工厂模式是最基础的一种创建型设计模式，其适用于创建同一接口的不同实现子类，

其优点是：将使使用者更加方便使用，而不关心具体的创建逻辑

缺点是：每增加一个接口的子类，必须修改工程类的相关逻辑（后面我们用java的反射机制进行优化）

 

从上面UML图看到，我们设置了一个Shape接口，并且实现了三个子类，我们通过ShapeFactory来根据不同的名称返回不同的子类实例，通过FactoryPatternDemo进行的测试。逻辑很简单，不再详述。

 

public class ShapeFactory {
	
   //使用 getShape 方法获取形状类型的对象
   public Shape getShape(String shapeType){
      if(shapeType == null){
         return null;
      }		
      if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
         return new Circle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
         return new Rectangle();
      } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
         return new Square();
      }
      return null;
   }
}

 

基于以上面ShapeFactory的实现，我们思考到，如果我们再增加一个子类实现，那么ShapeFactory必须进行相应的修改源码，并重新进行编译，这不是我们想要的结果。如果能不改变ShapeFactory的内容，而是将需要调用的子类写在配置文件中多好，这样ShapeFactory从配置文件中接收到需要返回的子类名称，返回相应的子类实例。说到这里，大家也许有点耳熟，这和spring中的依赖注入不很相似吗，能想到这里说明你很厉害了。不错，这个就需要java的反射机制来实现（spring依赖注入的内部原理就是依赖java的反射机制），java.lang.Class类闪亮登场。

利于java.lang.Class类，我们可以通过Class.forName方法用类的详细名称（含包名）得到一个这个类的Class,之后就可以通过这个Class类进行一系列的操作了，实例化一个这个类的类对象newInstance()(调用不含参数的构造函数实例化)，查看他的构造方法Constructor,方法Method，成员变量Field，执行Method（可能需要java.lang.reflect中的类）。

回到上面，我们如何优化上面的工厂模式，思路是这样的，首先将将要调用的子类名放到配置文件中（好处是在改变调用的时候并不需要改变其他的代码），然后在Factory中用Class解析这个类，并实例化返回。最后在Demo中进行调用。思路很简单

properties文件如下：

shape.className=factoryPattern.Rectangle

Factory代码如下

public class ShapeFactory {
	public Shape getShape(String shapeClassName){
		Shape targetShape=null;
		Class oneClass=null;
		try {
			oneClass=Class.forName(shapeClassName);
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
			System.out.println("不能正确获取类");
		}
		try {
			targetShape=(Shape) oneClass.newInstance();
		} catch (Exception e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
			System.out.println("不能正确创建实例");
		}
		return targetShape;
	}

调用：

	public static void main(String[] args) {
		String targetClassName=ClassNameConfig.getProperty("shape.className");
		System.out.println("targetClassName:"+targetClassName);
		ShapeFactory shapeFactory=new ShapeFactory();
		Shape targetShape=shapeFactory.getShape(targetClassName);
		targetShape.draw();
	}

这样，当修改调用子类时，只需要修改配置文件即可。当然，对于简单的工厂模式应用没必要如此繁琐
理解了这个，也就不难理解Spring的Ioc技术，Spring的配置文件换成了xml文件，而且设计比较复杂，调用程序变成了所谓的spring容器，当然这只是spring设计的基石，上层建筑还是很复杂的。