设计模式-工厂方法模式

android中用到了太多的工厂类，其中有用工厂方法模式的，当然也有很多工厂并不是使用工厂方法模式的，只是工具管理类。
今天以ThreadFactory举例说明一下简单工厂模式和工厂方法模式。 
工厂方法模式，Factory Method,简单的方式，不简单的应用。

1.意图
定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。工厂方式模式使一个类的实例化延迟到其子类。
热门词汇:虚构造器 延迟 创建对象 子类 

2.结构图和代码
我们先看看标准的工厂方法结构图：

先抽象的产品类，抽象的工厂类，然后用客户端具体的工厂生产相应的具体的产品，但是客户端并不知道具体的产品是怎么生产的，生产的过程封装在工厂里。所以说，某种程度上，工厂方法模式改变了我们直接用new创建对象的方式，一个很好的开始，意义重大。
以ThreadFactory为例：

这张图其实和原本的结构图有细微的区别，那就是参数化得工厂，而且从业务意义上也有些不同，但是思想是一样的。
我们来看下具体的代码：

//抽象产品
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

//抽象工厂
public interface ThreadFactory {
    Thread newThread(Runnable r);
}

下面是具体的实现：
比如AsyncTask类中工厂的具体实现如下：

//工厂实现类
private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
    private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);

    public Thread newThread(Runnable r) {
        return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
    }
};
//那么产品类在哪里呢？
//做为参数Runnable r，我们可以创建千千万万个此系列的产品类
//同理，我们可以创建另外类似的工厂，生产某种专门的线程，非常容易扩展

看到这里，我们一方面为它的生产便利性感叹，一方面又为没创建某类产品都要创建一个工厂而感到繁琐，所以我们下面介绍简单工厂，它的结构图如下：

简单工厂把抽象工厂去掉了，你就创建一个专门生产某类产品就好。在一些特定而又不负责的领域非常实用方便套用这个模式。
在android中的Connection类中使用到了这个类：

其中Connection这个抽象类，既充当抽象产品类，也充当具体工厂类。
因为这种情况下，我们往往需要的是马上生产子类，getConnection方法往往是静态的，所以简单工厂，也叫静态工厂方法。
我们看看代码如下：

abstract class Connection{
    static Connection getConnection(
            Context context, HttpHost host, HttpHost proxy,
            RequestFeeder requestFeeder) {

        if (host.getSchemeName().equals("http")) {
            return new HttpConnection(context, host, requestFeeder);
        }

        // Otherwise, default to https
        return new HttpsConnection(context, host, proxy, requestFeeder);
    }
}

这就是简单工厂，一个很简单的参数化工厂，真的很简单。

3.效果
1.创建型模式;
2.参数化工厂方法模式得到相应的对象;
3.为子类提供挂钩;
4.连接平行的类层次。

另外一个例子：

 

先假设要做这样的一个设计。设计一个Usb功能的接口，具有store（存储）和takeAlong(携带方便)两个行为。然后要设计两个产品，一个是 Phone(手机)，另一个是Camera(照相机)，很显然，它们都可以是 Usb的实现类。为了便于统一管理和创建，我们很容易就能设计出一个简单的工厂模式。

（1）普通的工厂方法

首先，我们可以画出相关的设计图：

代码实现如下：

定义Usb接口

 

public interface Usb {

    void store();

    void takeAlong();
}

Phone类

 

 

public class Phone implements Usb {

    @Override
    public void store() {

        System.out.println("this is Phone usb!");
    }

    @Override
    public void takeAlong() {
        // TODO Auto-generated method stub

    }

    public void call() {
        //TODO
    }

    public void sms() {
        //TODO
    }

}

Camera类

 

 

public class Camera implements Usb {

    @Override
    public void store() {
        System.out.println("this is Camera usb!");
    }

    @Override
    public void takeAlong() {
        // TODO Auto-generated method stub

    }

    public void takePhotos() {
        //TODO
    }

}

创建一个简单的工厂类UsbFactory1，负责生产

/**
 * 普通工厂方法
 * 参数传递的字符串会出错
 * ：正确创建对象
 *
 * @author xuzhaohu
 *
 */
public class UsbFactory1 {

    public Usb produce(String type) {
        if ("phone".equals(type)) {
            return new Phone();
        } else if ("camera".equals(type)) {
            return new Camera();
        } else {
            System.out.println("请输入正确的类型!");
            return null;
        }
    }
}

子类实例化通过工厂类去创建，如要创建camera,

/*普通工厂方法**/
UsbFactory1 factory1 = new UsbFactory1();
Usb usb1 = factory1.produce("camera");//+phone
usb1.store();

输出：this is Camera usb!

 

总结：实现了工厂模式的基本功能，但是需要传参去控制，会出现很多不确定的问题，可以在工厂类中定义不同产品的生产，就是如下介绍的工厂多方法生产。

（2）工厂多方法

只要在UsbFactory中再定制一下就行，业务更加分明

根据设计修改工厂类

**
 * 多个工厂类方法
 *
 * @author xuzhaohu
 *
 */
public class UsbFactory2 {

    public Usb producePhone() {
        return new Phone();
    }

    public Usb produceCamera() {
        return new Camera();
    }

}

同样，要实例化某个子类对象，则可以这样去调用：

/*多个工厂方法模式**/
        UsbFactory2 factory2 = new UsbFactory2();
        Usb usb2 = factory2.producePhone();//+camera
        usb2.store();

输出：this is Phone usb!

这样是不是让业务逻辑更加清晰了一些呢！

但是如果在多处都要调用生产的话，不能每次都通过实例化工厂类然后去生产吧，这时候可以怎么样呢？

对，可以通过类访问，在工厂类中加上static方法。

/**
 * 静态工厂方法
 * ：不需要实例
 *
 * @author xuzhaohu
 *
 */
public class UsbFactory3 {

    public static Phone producePhone() {
        return new Phone();
    }

    public static Camera produceCamera() {
        return new Camera();
    }
}

那么这时候可以直接不用实例化工厂类去访问了

/*静态工厂方法模式**/
Usb usb3 = UsbFactory3.producePhone();//+camera
usb3.store();

 

输出：this is Phone usb!

这样就更加方便了一些。一般情况下，这样就基本能满足需求了，但是如果现在需求又要增加生产另外一个实现类产品Phone1，这时候肯定需要修改工厂类，在工厂类中增加一个新类型的生产Phone1方法。从设计的角度上讲，可能违背了 闭包（对扩展要开放对修改要关闭） 的设计原则，为了不违背这个原则，可以抽象工厂方法去设计，下面将讲到。

（3）抽象的工厂方法

为了不修改工厂中方法，我们可以对每个产品都创建相应工厂类去实现生产。这时候可以通过一个接口 Provider 去定义生产(produce)这个行为，然后让每个产品的工厂类都实现这个接口。这样如果有新的产品要生产的话只需要先实现一个工厂类就行。如下设计

生产接口Provider

/**
 * 将工厂生产的行为写成接口独立
 *
 * @author xuzhaohu
 *
 */
public interface Provider {

    Usb produce();
}

每个产品都有自己的工厂

 

PhoneFactory工厂

public class PhoneFactory implements Provider {

    @Override
    public Usb produce() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new Phone();
    }

}

CameraFactory工厂

public class CameraFactory implements Provider {

    @Override
    public Usb produce() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new Camera();
    }

}

每一个产品可以根据自己的业务来去工厂生产产品，如要生产Camera

/*抽象工厂方法模式**/
 /*1.扩展性好，不用修改源代码
  *2.添加一个实现USB接口的类+一个对应的实现Provider的工厂类**/
 Provider provider = new CameraFactory();
 Usb usb4 = provider.produce();
 usb4.store();

输出：this is Camera usb!