24种设计模式--工厂方法模式【Factory Method Pattern】
女娲补天的故事大家都听说过吧，今天不说这个，说女娲创造人的故事，可不是“造人”的工作，这个词被现代人滥用了。
这个故事是说，女娲在补了天后，下到凡间一看，哇塞，风景太优美了，天空是湛蓝的，水是清澈的，空气是清新的，太美丽了，然后就待时间长了就有点寂寞
了，没有动物，这些看的到都是静态的东西呀，怎么办？
别忘了是神仙呀，没有办不到的事情，于是女娲就架起了八卦炉（技术术语：建立工厂）开始创建人，具体过程是这样的：先是泥巴捏，然后放八卦炉里烤，再
扔到地上成长，但是意外总是会产生的：第一次烤泥人，兹兹兹兹~~，感觉应该熟了，往地上一扔，biu~，一个白人诞生了，没烤熟！第二次烤泥人，兹兹兹兹
兹兹兹兹~~，上次都没烤熟，这次多烤会儿，往地上一扔，嘿，熟过头了，黑人哪！第三次烤泥人，兹~兹~兹~，一边烤一边看着，嘿，正正好，Perfect！优品
，黄色人种！ 【备注:RB 人不属此列】这个过程还是比较有意思的，先看看类图：
那这个过程我们就用程序来表现，首先定义一个人类的总称：
1 package com.iadmob.factoryMethod;
2
3 /**
4 * 定义一个人类的统称
5 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
6 *
7 */
8 public interface Human {
9
10 //首先定义什么是人类，人是愉快的，会笑的，本来是想用smile表示，想了一下laugn更合适，好长时间没有大笑了
11 public void laugh();
12
13 //人类还会哭，代表痛苦
14 public void cry();
15
16 //人类会说话
17 public void talk();
18 }
19
20 然后定义具体的人种：
21 package com.iadmob.factoryMethod;
22
23 /**
24 * 黄色人种
25 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
26 *
27 */
28 public class YellowHuman implements Human{
29
30 @Override
31 public void cry() {
32 System.out.println("黄色人种会哭");
33 }
34
35 @Override
36 public void laugh() {
37 System.out.println("黄色人种会大笑");
38 }
39
40 @Override
41 public void talk() {
42 System.out.println("黄色人种会说话，一般说的都是双字节");
43 }
44
45 }
46
47 白色人种：
48 package com.iadmob.factoryMethod;
49
50 /**
51 * 白色人种
52 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
53 *
54 */
55 public class WhiteHuman implements Human{
56
57 @Override
58 public void cry() {
59 System.out.println("白色人种会哭");
60 }
61
62 @Override
63 public void laugh() {
64 System.out.println("白色人种会大笑");
65 }
66
67 @Override
68 public void talk() {
69 System.out.println("白色人种会说话，一般都是单字节");
70 }
71
72 }
73
74 黑色人种：
75 package com.iadmob.factoryMethod;
76
77 /**
78 * 黑色人种
79 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
80 *
81 */
82 public class BlackHuman implements Human {
83
84 @Override
85 public void cry() {
86 System.out.println("黑人会哭");
87 }
88
89 @Override
90 public void laugh() {
91 System.out.println("黑人会大笑");
92 }
93
94 @Override
95 public void talk() {
96 System.out.println("黑人会说话，一般都人听不懂");
97 }
98
99 }
100
101 人种也定义完毕了，那我们把八卦炉定义出来：
102 package com.iadmob.factoryMethod;
103
104 import java.util.HashMap;
105 import java.util.List;
106 import java.util.Map;
107 import java.util.Random;
108
109 /**
110 * 创造人类的工厂
111 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
112 *
113 */
114 public class HumanFactory {
115
116 //定义一个创建人类的方法
117 public static Human createHuman(Class<?> c){
118 //定义一个类型的人类
119 Human human = null;
120 try {
121 //产生一个人种
122 human = (Human)Class.forName(c.getName()).newInstance();
123 }catch(InstantiationException e){
124 System.out.println("必须指定人种的颜色");
125 }catch(IllegalAccessException e){
126 System.out.println("人种定义错误");
127 } catch (Exception e) {
128 e.printStackTrace();
129 System.out.println("指定的人种找不到");
130 }
131 return human;
132 }
133
134 }
135
136 然后我们再把女娲声明出来：
137 package com.iadmob.factoryMethod;
138
139 /**
140 *
141 * 女娲开始造人
142 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
143 *
144 */
145 public class NvWa {
146
147 public static void main(String[] args) {
148 try {
149 //女娲第一次造人，试验性质，少早点，火候不足，缺陷产品
150 System.out.println("\n--------造出的第一批人是这样的：白人--------");
151 Human whiteHuman = HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);
152 whiteHuman.cry();
153 whiteHuman.laugh();
154 whiteHuman.talk();
155
156 //女娲第二次造人，火候加足点，然后又出了个次品，黑人
157 System.out.println("\n--------造出的第二批人是这样的：黑人--------");
158 Human blackHuman = HumanFactory.createHuman(BlackHuman.class);
159 blackHuman.cry();
160 blackHuman.laugh();
161 blackHuman.talk();
162
163 //第三批人了，这次火候掌握的正好
164 System.out.println("\n--------造出的第三批人是这样的：黄色人种--------");
165 Human yellowHuman = HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);
166 yellowHuman.cry();
167 yellowHuman.laugh();
168 yellowHuman.talk();
169 } catch (Exception e) {
170 e.printStackTrace();
171 }
172 }
173
174 }
这样这个世界就热闹起来了，人也有了，但是这样创建太累了，神仙也会累的，那怎么办？神仙就想了：我塞进去一团泥巴，随机出来一群人，管他是黑人、白人、黄人，只要是人就成（你看看，神仙都偷懒，何况是我们人），先修改类图：
然后看我们的程序修改，先修改 HumanFactory.java，增加了 createHuman()方法：
1 package com.iadmob.factoryMethod;
2
3 import java.util.HashMap;
4 import java.util.List;
5 import java.util.Map;
6 import java.util.Random;
7
8 /**
9 * 创造人类的工厂
10 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
11 *
12 */
13 public class HumanFactory {
14
15 //定义一个创建人类的方法
16 public static Human createHuman(Class<?> c){
17 //定义一个类型的人类
18 Human human = null;
19 try {
20 //产生一个人种
21 human =(Human)Class.forName(c.getName()).newInstance();
22 }catch(InstantiationException e){
23 System.out.println("必须指定人种的颜色");
24 }catch(IllegalAccessException e){
25 System.out.println("人种定义错误");
26 } catch (Exception e) {
27 e.printStackTrace();
28 System.out.println("制定的人种找不到");
29 }
30 return human;
31 }
32
33 //女娲用一团泥巴产生啥人种就啥人种
34 public static Human createHuman(){
35 //定义一个类型的人类
36 Human human = null;
37 //首先是获得有多少个实现类，多少个人种
38 List<Class> concreteHumanList = ClassUtils.getAllClassByInterface(Human.class);
39 //开始想烧出什么人就什么人
40 Random random = new Random();
41 int rand = random.nextInt(concreteHumanList.size());
42 human = createHuman(concreteHumanList.get(rand));
43 return human;
44 }
45
46 }
然后看女娲是如何做的：
1 package com.iadmob.factoryMethod;
2
3 /**
4 *
5 * 女娲开始造人
6 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
7 *
8 */
9 public class NvWa {
10
11 public static void main(String[] args) {
12 try {
13 //女娲第一次造人，试验性质，少早点，火候不足，缺陷产品
14 System.out.println("\n--------造出的第一批人是这样的：白人--------");
15 Human whiteHuman = HumanFactory.createHuman(WhiteHuman.class);
16 whiteHuman.cry();
17 whiteHuman.laugh();
18 whiteHuman.talk();
19
20 //女娲第二次造人，火候加足点，然后又出了个次品，黑人
21 System.out.println("\n--------造出的第二批人是这样的：黑人--------");
22 Human blackHuman = HumanFactory.createHuman(BlackHuman.class);
23 blackHuman.cry();
24 blackHuman.laugh();
25 blackHuman.talk();
26
27 //第三批人了，这次火候掌握的正好
28 System.out.println("\n--------造出的第三批人是这样的：黄色人种--------");
29 Human yellowHuman = HumanFactory.createHuman(YellowHuman.class);
30 yellowHuman.cry();
31 yellowHuman.laugh();
32 yellowHuman.talk();
33
34 //女娲烦躁了，爱是啥人种就是啥人种
35 for(int i=0;i<100000;i++){
36 System.out.println("\n----------随机产生人种了----------");
37 Human human = HumanFactory.createHuman();
38 human.cry();
39 human.laugh();
40 human.talk();
41 }
42 } catch (Exception e) {
43 e.printStackTrace();
44 }
45 }
46
47 }
哇，这个世界热闹了！，不过还没有完毕，这个程序你跑不起来，还要有这个类：
1 package com.iadmob.factoryMethod;
2
3 import java.io.File;
4 import java.io.IOException;
5 import java.net.URL;
6 import java.net.URLDecoder;
7 import java.util.ArrayList;
8 import java.util.Enumeration;
9 import java.util.List;
10
11 @SuppressWarnings("all")
12 public class ClassUtils {
13
14 //给一个接口，返回这个接口的所有实现类
15 public static List<Class> getAllClassByInterface(Class c) {
16 List<Class> returnClassList = new ArrayList<Class>();
17 //如果不是一个接口，则不做处理
18 if (c.isInterface()) {
19 //获得当前的包名
20 String packageName = c.getPackage().getName();
21 try {
22 //获得当前包下以及子包下的所有类
23 List<Class> allClass = getClasses(packageName);
24 //判断是否是同一个接口
25 for (int i = 0; i < allClass.size(); i++) {
26 if (c.isAssignableFrom(allClass.get(i))) {
27 if (!c.equals(allClass.get(i))) {
28 returnClassList.add(allClass.get(i));
29 }
30 }
31 }
32 } catch (ClassNotFoundException e) {
33 e.printStackTrace();
34 } catch (IOException e) {
35 e.printStackTrace();
36 }
37 }
38 return returnClassList;
39 }
40
41 //从一个包中查找出所有的类，在jar包中不能查找
42 private static List<Class> getClasses(String packageName)
43 throws ClassNotFoundException, IOException {
44 ClassLoader classLoader = Thread.currentThread()
45 .getContextClassLoader();
46 String path = packageName.replace('.', '/');
47 Enumeration<URL> resources = classLoader.getResources(path);
48 List<File> dirs = new ArrayList<File>();
49 while (resources.hasMoreElements()) {
50 URL resource = resources.nextElement();
51 dirs.add(new File(resource.getFile()));
52 }
53 ArrayList<Class> classes = new ArrayList<Class>();
54 for (File directory : dirs) {
55 classes.addAll(findClasses(directory, packageName));
56 }
57 return classes;
58 }
59
60 private static List<Class> findClasses(File directory, String packageName)
61 throws ClassNotFoundException {
62 List<Class> classes = new ArrayList<Class>();
63 directory = new File(URLDecoder.decode(directory.getPath()));
64 if (!directory.exists()) {
65 return classes;
66 }
67 File[] files = directory.listFiles();
68 for (File file : files) {
69 if (file.isDirectory()) {
70 assert !file.getName().contains(".");
71 classes.addAll(findClasses(file, packageName + "."
72 + file.getName()));
73 } else if (file.getName().endsWith(".class")) {
74 classes.add(Class.forName(packageName
75 + '.'
76 + file.getName().substring(0,
77 file.getName().length() - 6)));
78 }
79 }
80 return classes;
81 }
82 }
完整的类图如下：
我们来总结一下，特别是增加了 createHuman()后，是不是这个工厂的扩展性更好了？你看你要再加一个人种，只要你继续集成 Human 接口成了，然后啥都不
用修改就可以生产了，具体产多少，那要八卦炉说了算，简单工厂模式就是这么简单。
工厂方法模式还有一个非常重要的应用，就是延迟始化(Lazy initialization)，什么是延迟始化呢？一个对象初始化完毕后就不释放，等到再次用到得就不用
再次初始化了，直接从内存过中拿到就可以了，怎么实现呢，很简单，看例子：
1 package com.iadmob.factoryMethod;
2
3 import java.util.HashMap;
4 import java.util.List;
5 import java.util.Map;
6 import java.util.Random;
7
8 /**
9 * 创造人类的工厂
10 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
11 *
12 */
13 public class HumanFactory {
14 //定义一个MAP, 初始化过的Human对象都放在这里
15 private static Map<String, Human> humans = new HashMap<String,Human>();
16
17 //定义一个创建人类的方法
18 public static Human createHuman(Class<?> c){
19 //定义一个类型的人类
20 Human human = null;
21 try {
22 //如果MAP中有，则直接从取出，不用初始化了
23 if(humans.containsKey(c.getSimpleName())){
24 human = humans.get(c.getSimpleName());
25 }else{
26 //产生一个人种
27 human = (Human)Class.forName(c.getName()).newInstance();
28 humans.put(c.getSimpleName(), human);
29 }
30 }catch(InstantiationException e){
31 System.out.println("必须指定人种的颜色");
32 }catch(IllegalAccessException e){
33 System.out.println("人种定义错误");
34 } catch (Exception e) {
35 e.printStackTrace();
36 System.out.println("制定的人种找不到");
37 }
38 return human;
39 }
40
41 //女娲用一团泥巴产生啥人种就啥人种
42 public static Human createHuman(){
43 //定义一个类型的人类
44 Human human = null;
45 //首先是获得有多少个实现类，多少个人种
46 List<Class> concreteHumanList = ClassUtils.getAllClassByInterface(Human.class);
47 //开始想烧出什么人就什么人
48 Random random = new Random();
49 int rand = random.nextInt(concreteHumanList.size());
50 human = createHuman(concreteHumanList.get(rand));
51 return human;
52 }
53
54 }
这个在类初始化很消耗资源的情况比较实用，比如你要连接硬件，或者是为了初始化一个类需要准备比较多条件（参数），通过这种方式可以很好的减少项目的
复杂程度。
