前言

簡單工廠的本質(zhì)是選擇實(shí)現(xiàn)，說白了是由一個(gè)專門的類去負(fù)責(zé)生產(chǎn)我們所需要的對象，從而將對象的創(chuàng)建從代碼中剝離出來，實(shí)現(xiàn)松耦合。我們來看一個(gè)例子：

我們要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)文件導(dǎo)出工具

public interface FileOper{

  public Boolean exceptFile（String data）;
}
public class XMLFileOp implment FileOper{

   public Boolean exceptFile(String data){
      System.out.println("導(dǎo)出一個(gè)xml文件");
      return true;
   } 
}
public class Factory{

    public static FileOper createFileOp(){

        return new XMLFileOp();
    } 

}
public Class Test{

 public static void main(String args[]){

    FileOper op = Factory.createFileOp();
    op.exceptFile("測試");

}


}

這樣看起來沒什么問題，那么我們既然做出來了這個(gè)結(jié)構(gòu)，就是為了后續(xù)的擴(kuò)展它，例子中只是為了實(shí)現(xiàn)XML文件的導(dǎo)出，后續(xù)，我們可以自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)txt文件的導(dǎo)出類，只需要實(shí)現(xiàn)FileOper接口就好：

public Class TxtFileOp implment FileOper{     
    public Boolean ExceptFile（String data）{      
        System.out.println("導(dǎo)出txt文件")；   
        return true； 
    } 
}

這時(shí)候我們還是通過工廠來獲取這個(gè)對象，只需將Factory中追加一個(gè)else if 即可通過傳參來獲取想要的對象了。

工廠方法模式

仔細(xì)分析上面的場景，事實(shí)上在實(shí)現(xiàn)導(dǎo)出文件的業(yè)務(wù)邏輯中，它根本不知道要使用哪一種導(dǎo)出文件的格式，因此這個(gè)對象根本就不應(yīng)該和具體導(dǎo)出文件的對象耦合在一起，它只需要面向?qū)С鑫募涌冢‵ileOper）就好，這是工廠的思想，我們上面用簡單工廠沒錯(cuò)啊，但是后面又加入了新的擴(kuò)展

這樣一來，又有新的問題，面對新的類，簡單工廠便不能提供動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展，必須要去修改內(nèi)部的代碼，破壞了開閉原則。我們上一篇也提到了，簡單工廠也有它自身的缺陷，其中最嚴(yán)重的就是，它雖然對依賴對象的主體實(shí)現(xiàn)了解耦，可是它本身內(nèi)部卻耦合較為嚴(yán)重。這時(shí)候我們可以看看工廠方法模式了，工廠方法模式的思路很有意思：老子不管了！采取無為而治的方式。不是需要接口對象么，那就定義一個(gè)方法來創(chuàng)建，可是事實(shí)上它自己是不知道如何創(chuàng)建這個(gè)接口對象的，不過這不重要，定義成抽象方法就行了，交給子類去實(shí)現(xiàn)，老子欠債，兒子你來還。

工廠方法的結(jié)構(gòu)

Product：工廠方法所創(chuàng)建的具體對象的統(tǒng)一接口。

Factory：為該類產(chǎn)品的抽象工廠，其內(nèi)部有聲明的工廠方法，工廠方法多為抽象方法，且返回一個(gè)Product對象

ProductOne:為具體的產(chǎn)品，也就是Product的具體實(shí)現(xiàn)類，真正的工廠產(chǎn)物。

SpecificFactory：具體的工廠，用于生產(chǎn)指定類型的Product,例如圖中它只負(fù)責(zé)生產(chǎn) ProductOne這個(gè)對象。

工廠方法模式的樣例代碼

public class AbstractFactoryTest {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Product a;
            AbstractFactory af;
            af = (AbstractFactory) ReadXML1.getObject();
            a = af.newProduct();
            a.show();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}
//抽象產(chǎn)品：提供了產(chǎn)品的接口
interface Product {
    public void show();
}
//具體產(chǎn)品1：實(shí)現(xiàn)抽象產(chǎn)品中的抽象方法
class ConcreteProduct1 implements Product {
    public void show() {
        System.out.println("具體產(chǎn)品1顯示...");
    }
}
//具體產(chǎn)品2：實(shí)現(xiàn)抽象產(chǎn)品中的抽象方法
class ConcreteProduct2 implements Product {
    public void show() {
        System.out.println("具體產(chǎn)品2顯示...");
    }
}
//抽象工廠：提供了廠品的生成方法
interface AbstractFactory {
    public Product newProduct();
}
//具體工廠1：實(shí)現(xiàn)了廠品的生成方法
class ConcreteFactory1 implements AbstractFactory {
    public Product newProduct() {
        System.out.println("具體工廠1生成-->具體產(chǎn)品1...");
        return new ConcreteProduct1();
    }
}
//具體工廠2：實(shí)現(xiàn)了廠品的生成方法
class ConcreteFactory2 implements AbstractFactory {
    public Product newProduct() {
        System.out.println("具體工廠2生成-->具體產(chǎn)品2...");
        return new ConcreteProduct2();
    }
}

基于XML解析的外部配置文件

class ReadXML1 {
    //該方法用于從XML配置文件中提取具體類類名，并返回一個(gè)實(shí)例對象
    public static Object getObject() {
        try {
            //創(chuàng)建文檔對象
            DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
            DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();
            Document doc;
            doc = builder.parse(new File("src/FactoryMethod/config1.xml"));
            //獲取包含類名的文本節(jié)點(diǎn)
            NodeList nl = doc.getElementsByTagName("className");
            Node classNode = nl.item(0).getFirstChild();
            String cName = "FactoryMethod." + classNode.getNodeValue();
            //System.out.println("新類名："+cName);
            //通過類名生成實(shí)例對象并將其返回
            Class<?> c = Class.forName(cName);
            Object obj = c.newInstance();
            return obj;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

上面是一個(gè)較為初級也較為經(jīng)典的工廠方法模板，工廠方法還有另一種用法，即抽象的工廠父類除了創(chuàng)建對象的方法之外，還包含其他的一些方法，而工廠父類通常使用這些方法來完成某些任務(wù)，下面我們來看看這第二種表現(xiàn)方式。

工廠方法模式實(shí)現(xiàn)文件導(dǎo)出

根據(jù)上面工廠方法模式提供的思路，我們重新來思考并實(shí)現(xiàn)一下一開始那個(gè)文件導(dǎo)出的功能。

/**
 * 文件導(dǎo)出接口
 * 實(shí)現(xiàn)將指定數(shù)據(jù)的導(dǎo)出
 * 擴(kuò)展：實(shí)現(xiàn)該接口，可指定生產(chǎn)具體文件類型
 * @author GCC
 */
public interface ExportFileApi {

    /**
     * 導(dǎo)出文件
     * @param data 待導(dǎo)出數(shù)據(jù)
     * @return boolean
     */
    boolean exportFile(String data);

}
/**
 * 生產(chǎn)Excel文件導(dǎo)出器
 * @author GCC
 */
public class ExportExcelFile implements ExportFileApi {
    @Override
    public boolean exportFile(String data) {
        //todo 處理數(shù)據(jù)
        return false;
    }
}
/**
 * 導(dǎo)出功能口，工廠
 * @author GCC
 */
public abstract class ExportFileOperate {

    public Logger logger = Logger.getLogger(ExportFileOperate.class);
    //使用產(chǎn)品對象來實(shí)現(xiàn)一定功能的方法，這里是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出
    public void export(String data){
        ExportFileApi exportoper = methodFactory();
        if(exportoper.exportFile(data)){
            logger.info("文件導(dǎo)出成功");
            return;
        }
        logger.error("文件導(dǎo)出失敗");

    }

    //工廠方法
    protected abstract ExportFileApi;

}
/**
 * 將指定數(shù)據(jù)導(dǎo)出為Excel文件
 * @author GCC
 */
public class ExportExcelFileFactory extends ExportFileOperate {

    @Override
    protected ExportFileApi methodFactory() {
        return new ExportExcelFile();
    }
}
/**
 * 客戶用例
 */
public class App 
{
    static Logger logger = Logger.getLogger(App.class);

    public static void main( String[] args )
    {
        ExportFileOperate ex = new ExportExcelFileFactory();
        ex.export("測試數(shù)據(jù)");
    }
}

這里大家可能會(huì) 有疑惑，你這個(gè)實(shí)現(xiàn)方式怎么和前面提到的工廠方法模式的標(biāo)準(zhǔn)樣例不一樣？ 其實(shí)這是工廠方法模式的另一種結(jié)構(gòu)，確切地說這才是真正意義上的工廠方法模式（上面的模板只是工廠方法的正常形態(tài)）。

這一種的實(shí)現(xiàn)方式是 ：父類會(huì)是一個(gè)抽象類，里面包含創(chuàng)建所需對象的抽象方法（代碼樣例中ExportFileOperat類的methodFactory()方法，這里ExportFileOperat類就是所謂的工廠類，需要補(bǔ)充的是設(shè)計(jì)模型的使用，不要拘泥于命名名稱，可以根據(jù)實(shí)際需求來進(jìn)行相應(yīng)的變化），這些抽象方法就是工廠方法模式中的工廠方法。父類里面，通常會(huì)有使用這些產(chǎn)品對象來實(shí)現(xiàn)一定的功能的方法（代碼樣例中ExportFileOperat類的export()方法）。而這些方法所實(shí)現(xiàn)的功能通常都是公共功能，不管子類選擇了何種具體的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)，這些方法總能正常運(yùn)行。

之所以會(huì)有上面兩種方式，主要原因在于工廠方法對于客戶端的支持，這里需要弄清楚一個(gè)問題，誰在使用工廠方法所創(chuàng)建的對象？

事實(shí)上，在工廠方法模式里，應(yīng)該是工廠中的其他方法來使用工廠所創(chuàng)建的對象，為了方便，工廠方法創(chuàng)建的對象也可直接提供給外部的客戶端來調(diào)用，但工廠方法的本意是由Factory抽象父類內(nèi)部的方法來使用工廠方法創(chuàng)建的對象。

以下這幅時(shí)序圖，即說明了客戶端調(diào)用factory的兩種方式。

其實(shí)客戶端應(yīng)該使用Factory對象，或者是由Factory所創(chuàng)建出來的產(chǎn)品對象，對于客戶端使用Factory對象，這個(gè)時(shí)候工廠方法創(chuàng)建的對象，是Factory中的某些方法在用，對于使用那些由Factory創(chuàng)建出來的對象，這個(gè)時(shí)候工廠方法創(chuàng)建的對象，是構(gòu)成客戶端所需對象的一部分。

工廠方法與簡單工廠的區(qū)別

下面我們看一個(gè)例子，這里我打算做個(gè)計(jì)算器，如果用簡單工廠模式來做，它的結(jié)構(gòu)是這樣的：

public class SimpleFactory {
    public Calculator create(String type){

        switch (type){
            case "+":
                //返回一個(gè)具有加法功能的計(jì)算器對象
                return new AddCalculator();
            case "-":
                //返回一個(gè)具有減法功能的計(jì)算器對象
                return new DeCalculator();
            default:return null;
        }
    }
}

為了工廠更完整，采用傳參的靜態(tài)工廠方式來實(shí)現(xiàn)，這樣我簡單工廠里將通過Switch語句來管控生產(chǎn)哪一種計(jì)算類，這時(shí)候，突然來了新的需求，我需要一個(gè)乘法的功能，這時(shí)候我就得實(shí)現(xiàn)計(jì)算器接口，完成一個(gè)乘法類，同時(shí)去簡單工廠的代碼里，追加一個(gè)case。

同理，我使用工廠方法的模式來做這個(gè)功能，這塊的類圖則如上圖一樣，我的工廠代碼里不需要Switch了，只需要一個(gè)具有生產(chǎn)計(jì)算器對象的抽象方法的抽象工廠類即可，當(dāng)我需要一個(gè)乘法能力的計(jì)算器時(shí)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算器接口，完成乘法類，然后繼承抽象工廠，完成一個(gè)乘法的工廠子類，然后再用乘法的工廠子類來創(chuàng)建乘法類。然后再去修改客戶端。

上面一對比，嘿，這升級版的工廠方法怎么比簡單工廠還復(fù)雜了?。靠隙ê芏嗤瑢W(xué)在看工廠設(shè)計(jì)模式的時(shí)候很困惑，簡單工廠和工廠方法的區(qū)別在哪，明明感覺用簡單工廠更方便呢？

其實(shí)回頭好好看看設(shè)計(jì)原則，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這是一個(gè)解耦的過程，簡單工廠模式最大的優(yōu)點(diǎn)在于工廠類中包含了必要的邏輯判斷，根據(jù)客戶的選擇動(dòng)態(tài)的實(shí)例化相關(guān)的產(chǎn)品類，對于客戶端來說，除去了與具體產(chǎn)品對象的依賴。但問題就是隨著你的新需求，如果使用簡單工廠，那么你就不得不去破壞開閉原則，而看起來改動(dòng)更為復(fù)雜的工廠方法模式，你并不需要對以前的代碼進(jìn)行改動(dòng)，只需要繼承，擴(kuò)展即可。仔細(xì)觀察一下，簡單工廠是讓客戶端與依賴對象進(jìn)行解耦，而工廠方式模式又是對工廠的一層解耦，原本內(nèi)部耦合性較強(qiáng)的if else，變成了由客戶端或者配置文件來控制，工廠方法將簡單工廠內(nèi)部的邏輯判斷移到了使用它的外部（客戶端或者配置文件）來控制。本來擴(kuò)展是需要修改工廠類源代碼的，現(xiàn)在變成了客戶端修改調(diào)用或者配置文件中的一個(gè)參數(shù)。

工廠方法模式的意義

工廠方法模式的主要思想是讓父類在不知情的情況下，完成自身功能的調(diào)用，而具體的實(shí)現(xiàn)則延遲到子類來做；或者說是在靜態(tài)工廠中，將其原本耦合的if else抽離出來，配合配置文檔使用，將寫死的if else靈活實(shí)現(xiàn)（配置文件并不是默認(rèn)必須要有的）。這樣在設(shè)計(jì)的時(shí)候，不用去考慮具體的實(shí)現(xiàn)，需要某個(gè)對象，把它通過工廠方法返回就好，在使用這些對象實(shí)現(xiàn)功能的時(shí)候還是通過接口來操作，這里就有一點(diǎn)IOC的韻味了。

工廠方法模式與IOC、DI

什么是IOC/DI？

想想之前沒有學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模式，剛學(xué)會(huì)使用Java就被Spring的bean配置文件支配的恐懼。

那時(shí)候你說自己學(xué)Java，對方一定會(huì)問你Spring，說到Spring，肯定避不開“什么是IOC，什么是DI？”這個(gè)讓人頭痛的問題，那么，到底什么是IOC，DI？

看完工廠的設(shè)計(jì)思想，對這個(gè)問題才開始了真正的思考。

IOC——控制反轉(zhuǎn)

DI——依賴注入

除了上面脫口而出的回答，我想我們這些面向?qū)ο蟮某绦蛟硞?，?yīng)該有個(gè)更深入的理解，到底什么是控制反轉(zhuǎn)，什么是依賴注入。要想理解上面兩個(gè)概念，必須把問題拆開來看，先搞清楚基本的問題幾個(gè)問題：

主客體是誰，或者說參與這個(gè)概念的都有誰？

什么叫依賴？為什么會(huì)有依賴？

什么叫注入？注入的是什么？誰注入誰？

控制反轉(zhuǎn)，誰控制誰，控制的是什么，既然叫反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)是啥？

下面我們一個(gè)個(gè)來解決問題：

1、參與者，說起參與者，一般我們在這個(gè)概念中是有三個(gè)參與者，具體某個(gè)類，容器，某個(gè)對象所依賴的外部資源（另一個(gè)對象），就好比我有三個(gè)類，A，B，C，A對象我們把它想象成一個(gè)客戶端，B是它需要的一個(gè)外部的資源，C是一個(gè)叫容器的第三方。

2、什么叫依賴，這個(gè)就比較好說了，你有一個(gè)A類，但是你A類的成員變量有一個(gè)是B類的實(shí)例聲明，那么A就依賴于B，也就是說，A如果想正常運(yùn)轉(zhuǎn)（或者說功能正常），必須得依賴于它的成員變量B，至于為什么會(huì)有依賴，那也好理解了，面向?qū)ο缶褪菍⒐δ芊庋b，每個(gè)對象都功能單一，這樣有些復(fù)雜的對象需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，就必須需要其他類的協(xié)同。

3、注入，就是說，A你的成員變量B只是聲明了一個(gè)變量，它對于對象A來說，只是一個(gè)引用，一個(gè)字符，本身并沒有實(shí)體，你可以new 一下這個(gè)變量的構(gòu)造函數(shù)，才能使這個(gè)變量真正有靈魂，又或者用它來承接外部傳進(jìn)來的同類實(shí)體，這里外部傳進(jìn)來B的方式就叫注入，注入的是這個(gè)變量類型 具體的實(shí)例化對象。誰來注入，當(dāng)然是容器C來注入給A，將B注入給A

4、簡單來說就是容器來控制A，控制的就是A所依賴的對象B實(shí)例的創(chuàng)建，反轉(zhuǎn)是與正轉(zhuǎn)對應(yīng)來說的，什么是正轉(zhuǎn)呢，A類中有個(gè)對象B的成員變量，正常情況下，A類中功能用到B對象的時(shí)候，A要主動(dòng)去獲取一個(gè)B對象，例如new一下，這種情況被稱為正向的。這樣就比較好理解反轉(zhuǎn)了，A不再去主動(dòng)獲取B對象了，而是被動(dòng)的等待B的到來（注入），等待容器C獲取一個(gè)B的實(shí)例，然后反向的注入進(jìn)A。

所以，綜上來看，控制反轉(zhuǎn)和依賴注入其實(shí)說的是同一件事，說白了就是對象創(chuàng)建這個(gè)責(zé)任歸誰的問題，依賴注入是從應(yīng)用程序的角度去描述，應(yīng)用程序依賴外部容器去創(chuàng)建并注入它所需要的外部資源對象?？刂品崔D(zhuǎn)是從容器的角度出發(fā)，容器控制應(yīng)用程序，由容器反向地向應(yīng)用程序注入其所需要的外部對象。

其實(shí)IOC/DI并不是一種代碼實(shí)現(xiàn)，更多的它是一種思想，它從思想上完成了 “主從換位” 的變化，應(yīng)用程序本來是主體，占絕對地位，它需要什么都會(huì)主動(dòng)出擊去獲取，過強(qiáng)的控制欲導(dǎo)致了它耦合過重，而在IOC/DI思想中，應(yīng)用程序變成被動(dòng)的等待容器的注入，需要啥只能提出來，什么時(shí)候給，給什么樣子的，主動(dòng)權(quán)完全交給了容器，較強(qiáng)的實(shí)現(xiàn)了解耦，程序的靈活性也就高了

工廠方法與IOC/DI思想

從某個(gè)角度來看，工廠方法模式跟IOC/DI的思想很貼近。

上面也說過了，IOC/DI就是讓應(yīng)用程序不再主動(dòng)獲取外部資源，而是被動(dòng)等待第三方的注入，那么在編寫程序的時(shí)候，一旦遇到需要外部資源的地方，就會(huì)開一個(gè)窗口，提供給容器一個(gè)注入的途徑，讓容器注入進(jìn)來，細(xì)節(jié)這里就不過多贅述了，自己去找Spring聊吧。 下面用IOC/DI和工廠方法來實(shí)現(xiàn)一個(gè)樣例對比一下。

用IOC/DI來實(shí)現(xiàn)一個(gè)類Person:

public class Person {

    private String name;
    //依賴文件操作對象
    private FileUtil fileUtil;

    private int age;

    //提供set方法，供外部注入
    public void setFileUtil(FileUtil fileUtil){
        this.fileUtil = fileUtil;
    }
    
    public void opFile(String fileurl){
        fileUtil.createFile(fileurl);
    }
    

}

這就是IOC/DI思想來實(shí)現(xiàn)的一個(gè)類，我依賴FileUtil，沒事，我不管，我提供給你一個(gè)set的注入途徑，剩下的我不管了，我就默認(rèn)我用FileUtil的時(shí)候，它是真真切切存在在堆中的對象。（本質(zhì)是當(dāng)外部的容器，創(chuàng)建Person對象的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)它依賴FileUtil，然后容器去獲取一個(gè)FileUtil，通過Person提供的Set方法，將獲取的FileUtil對象注入進(jìn)去，然后一個(gè)完整的Person對象就被制造出來了，這個(gè)過程Person角度來看，Person是無感的）

下面用工廠方法來搞上面的例子：

public abstract class Person {

    private String name;

    private int age;

    //交給子類去實(shí)現(xiàn)我的依賴
    public abstract FileUtil getFileutil();

    public void opFile(String fileurl){
        getFileutil().createFile(fileurl);
    }


}

這里，Person類也是需要用到FileUtil，但是它也不需要主動(dòng)的去new一下FileUtil，而是通過抽象方法的形式，將FileUtil的實(shí)例化延申到子類去實(shí)現(xiàn)，其實(shí)就是變相地提供了一種注入渠道（標(biāo)準(zhǔn)bean中是通過set方法，容器調(diào)用Set方法注入需要的對象，而工廠方法則是通過實(shí)現(xiàn)子類，即讓子類來完成依賴對象的注入）

仔細(xì)體會(huì)這兩種寫法，對比他們的實(shí)現(xiàn)，在思想層面來看，會(huì)發(fā)現(xiàn)，工廠方法模式和IOC/DI的思想是相似的，都是“主動(dòng)變被動(dòng)”，“主位換從位”，從而獲得了更加靈活的程序結(jié)構(gòu)。

以上就是詳解Java從工廠方法模式到 IOC/DI思想的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java從工廠方法模式到 IOC/DI思想的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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