Java 设计模式实战系列—工厂模式

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在 Java 开发中,对象的创建是一个常见的场景,如果对象的创建和使用都写在一起,代码的耦合度高,也不利于后期的维护。我们可以使用工厂模式来解决这个问题,

工厂模式是一个创建型模式

,将对象的创建和使用分离开来,降低代码的耦合度,提高程序的可维护性和扩展性。

工厂模式应用场景

  • 调用方无需关注对象的创建过程,只需要直接调用即可。
  • 具体子类的数目不确定,后续可能会新增或者减少子类的数量。对子类的使用不确定
  • 调用方根据参数来调用对应的对象。

从多种支付种类说起

电商平台下单之后,支付需要可以选择不同的支付的方式,比如拼多多下单后,就会有以下的支付方式:

工厂模式定义:

定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一个工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行

创建支付接口以及实现类

首先定义一个支付接口,以及几个实现类,比如微信支付,支付宝支付:

// 支付接口
public interface Pay {
    void pay();
}

// 支付宝支付
public class AliPay implements Pay{
    @Override
    public void pay() {
        System.out.println("支付宝支付 .....");
    }
}

// 微信支付
public class WechatPay implements Pay{

    @Override
    public void pay() {
        System.out.println("微信支付 .....");
    }
}

没使用工厂模式之前,一个下单方法里面包含创建订单、支付、更新订单方法,所以代码都冗余到了一起:

public void order(int payType) {
    // 创建订单
    // 省略代码......
    // 根据type 调用不同的支付
    Pay pay;
    if (payType == 1) {
        pay = new AliPay();
    } else {
        pay = new WechatPay();
    }
    // 调用支付
    pay.pay();
    // 更新状态 代码省略.....
}

以上代码耦合度很高,有以下几个缺点:

  • 违反

    单一职责原则

    ,对象的创建散落在多个地方,没有一个统一的地方处理对象创建,代码耦合度高。
  • 代码可读性差,后续阅读代码难度增加。
  • 难以扩展和修改,后续添加新的支付方法,或者更修支付方式,需要在多个地方修改代码,增加代码的维护成本。

引入工厂类

将 order 方法的支付代码抽取到工厂类中:

// 支付工厂类
public class PayFactory {

  public static Pay getPay(int payType) {
      Pay pay;
      if (payType == 1) {
          pay = new AliPay();
      } else {
          pay = new WechatPay();
      }
      return pay;
  }

}

经过重构之后的 order 方法,支付直接调用 PayFactory 工厂类,代码

逻辑更加清晰,可读性也更强了

:

public void order2(int payType) {
    // 创建订单
    // 省略代码......
    // 根据type 调用不同的支付
    Pay pay  = PayFactory.getPay(payType);
    // 调用支付
    pay.pay();
    // 更新状态 代码省略.....

}

  • 引入工厂模式之后,代码有如下的优点:

    • 实现对象的创建和使用解耦,调用方无需关注对象的创建,直接调用即可。
    • 增加的代码的可扩展性和灵活性,添加或者修改对象,只需要在工厂类修改即可,降低代码的维护成本。
    • 代码可读性大大增加。


需要注意的是,上面示例类只有一个方法,仅仅是因为方便,还可以写其他方法,因为工厂模式重点是对象的创建,所以可以包含多个方法

工厂模式在 JDK 中的应用

工厂模式作为场景的一种设计模式,在 JDK 使用也比较广泛,这里就介绍几种使用示例。

Calendar.getInstance

Calendar 类提供了大量跟日期相关的功能代码,Calendar 是一个抽象类,通过调用 Calendar.getInstance() 来获取对象,最终会调用 createCalendar方法,来看一下源码:

从代码可以看出 getInstance 根据 TimeZone 和 Locale 的不同的,返回不同的 Calendar 子类对象,比如 BuddhistCalendar、JapaneseImperialCalendar。将对象的创建封装成一个工厂方法,调用只需要传递当时时区和地址,就能获取到对应的对象了,无需关心对象是如何创建的。

总结

  • 在 Java 开发中如果将对象的创建和使用耦合在一起,不利于后期的维护,这就需要引入工厂模式。
  • 工厂模式将对象的创建和使用分离,降低代码的耦合度。
  • 定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一个工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
  • 引入工厂模式之后,调用方无需关注对象的创建过程,根据传参调用对应的实例对象,后续新增或更新对象只需要修改工厂方法即可,降低代码的维护成本。



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