设计模式(四)简单工厂模式

当你在程序代码中看到new关键字时,代表你看到了一个具体类被实例化,创建了一个新的实例化对象。这里用的是实现,而不是接口。我们知道,代码绑定具体类而非接口会导致代码不易扩展,更脆弱,更缺乏弹性。

假设有一款抽象汽车产品Car,派生出奔驰车(BenzCar),宝马车(BMwCar),路虎车(LandRoverCar),如下图:


作为司机,要开其中一个品牌的车,例如奔驰,最直接的做法就是创建一个BenzCar对象,如下:

BenzCar benzCar = new BenzCar();
benzCar.drive();

如果司机想换成宝马汽车开,就必须要修改代码,如下:

BMWCar bmwCar = new BMWCar();
bmwCar.drive();

这也就意味着,任何时候司机换车辆开,必须要修改客户端的代码。

一种稍微好的方式是通过外部传递汽车的名称,来决定创建哪一种汽车,并向上转型成父类Car:

String carName = "Benz";
Car car = null;
if(carName.equals("Benz")) {
    car = new BenzCar();
} else if(carName.equals("BMW")) {
    car = new BMWCar();
} else if (carName.equals("LandRover")) {
    car = new LandRoverCar();
}

然而,我们在设计代码的时候,总是希望改动代码越少越好,最好是不改。当我们的汽车产品新增一款新品牌时,上面的代码就需要增加else if条件满足新的品牌对象创建,这就造成我们的客户端代码总是需要跟着修改。

为了减少代码的修改,我们的设计原则是把变化的部分单独抽离出来,减少代码的改动。到此简单工厂模式的模型就出来了,把一直需要变化而创建对象的代码抽离成一个工厂类,并对外提供一个类似getInstance方法来获取创建的对象,代码如下:

public class SimpleFactory {

    public Car getCar(String name) {
        Car car = null;
        if(name.equals("Benz")) {
            car = new BenzCar();
        } else if(name.equals("BMW")) {
            car = new BMWCar();
        } else if (name.equals("LandRover")) {
            car = new LandRoverCar();
        }
        return car;
    }
}

于是,我们的客户端代码改写如下:

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = SimpleFactory.getCar("Benz");
        car.drive();

        car = SimpleFactory.getCar("BMW");
        car.drive();
    }

}

如果未来增加了汽车品牌,也只需要修改简单工厂类,而无须修改客户端代码,对上层代码透明。

简单工厂模式定义

简单工厂模式的类图如下,其实严格来说它并不是一个设计模式,反而像一种编程习惯。

Client : 通过组合SimpleFactory和产品父类Car的方式提供客户功能。
SimpleFactory:内部保持了一个产品父类的引用Car,也是通过组合的方式来实现具体产品的创建。
Car及其子类:一个产品家族,从父类派生出不同的同类产品。

简单工厂模式缺点

简单工厂模式并不满足开闭原则:对扩展开发,对修改关闭。产品增加时,仍然需要修改工厂类支持更多的同类产品。

简单工厂的典型应用

简单工厂模式在JDK中最典型的应用就是JDBC了。可以把关系型数据库认为是一种抽象产品,各厂商提供的具体关系型数据库(MySQL,PostgreSQL,Oracle)则是具体产品。DriverManager是工厂类。应用程序通过JDBC接口使用关系型数据库时,并不需要关心具体使用的是哪种数据库,而直接使用DriverManager的静态方法去得到该数据库的Connection,具体是哪个数据库由Class.forName加载数据库驱动类的全路径名决定。

public class JDBC {

  private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(JDBC.class);
  public static void main(String[] args) {
    Connection conn = null;
    try {
      Class.forName("org.apache.hive.jdbc.HiveDriver");
      conn = DriverManager.getConnection("jdbc:hive2://127.0.0.1:10000/default");
      PreparedStatement ps = conn.prepareStatement("select count(*) from test.test");
      ps.execute();
    } catch (SQLException ex) {
      LOG.warn("Execute query failed", ex);
    } catch(ClassNotFoundException e) {
      LOG.warn("Load Hive driver failed", e);
    } finally {
      if(conn != null ){
        try {
          conn.close();
        } catch (SQLException e) {
          // NO-OPT
        }
      }
    }
  }
}

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