反射与工厂设计模式 | 带你学《Java语言高级特性》之八十三

上一篇：反射实例化对象 | 带你学《Java语言高级特性》之八十二
【本节目标】
通过案例逐步掌握工厂设计模式，通过工厂类获取指定接口的实例化对象。

反射与工厂设计模式

如果要想进行对象的实例化处理，除了可以使用关键字new之外，还可以使用反射机制来完成，于是此时一定会思考一个问题：为什么要提供有一个反射的实例化？那么到底是使用关键字new，还是使用反射呢？

如果要想更好的理解此类问题，最好的解决方案就是通过工厂设计模式来解决。

工厂模式的最大特点：客户端的程序类不直接牵扯到对象的实例化管理，只与接口发生关联，通过工厂类获取指定接口的实例化对象。

范例：传统的工厂设计模式

interface IMessage{
    public void send();  //消息发送
}
class NetMessage implements IMessage{
    public void send() {
        System.out.println("【网络消息发送】www.mldn.cn");
    }
}
public class JavaAPIDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
            IMessage msg = new NetMessage();  //如果直接实例化则一定会有耦合问题
    }
}

在实际的开发中，接口的主要作用是为不同层提供有一个操作的标准。但是如果此时直接将一个子类设置为接口实例化操作，那么一定会有耦合问题，所以使用了工厂设计模式来解决此问题。
范例：利用工厂设计模式解决

public class JavaAPIDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        IMessage msg = Factory.getInstance("netmessage");
        msg.send();   //【网络消息发送】www.mldn.cn
    }
}
interface IMessage{
    void send();  //消息发送
}
class NetMessage implements IMessage{
    public void send() {
        System.out.println("【网络消息发送】www.mldn.cn");
    }
}
class Factory{
    private Factory(){}  //没有产生实例化对象的意义，所以构造方法私有化
    public static IMessage getInstance(String className){
        if("netmessage".equalsIgnoreCase(className)){
            return new NetMessage();
        }
        return null;
    }
}

静态工厂设计模式

此种工厂设计模式属于静态工厂设计模式，也就是说如果现在要追加一个子类，则意味着工厂类一定要做出修改，因为如果不追加判断是无法获取指定接口对象的。
范例：为IMessage追加一个子类

public class JavaAPIDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // IMessage msg = Factory.getInstance("netmessage");
        // msg.send();//【网络消息发送】www.mldn.cn
        IMessage msg = Factory.getInstance("cloudmessage");
        msg.send();//【云消息发送】www.mldnjava.cn
    }
}
interface IMessage{
    void send();  //消息发送
}
class NetMessage implements IMessage{
    @Override
    public void send() {
        System.out.println("【网络消息发送】www.mldn.cn");
    }
}
class CloudMessage implements IMessage{
    @Override
    public void send() {
        System.out.println("【云消息发送】www.mldnjava.cn");
    }
}
class Factory{
    private Factory(){}
    public static IMessage getInstance(String className){
        if("netmessage".equalsIgnoreCase(className)){
            return new NetMessage();
        }else if("cloudmessage".equalsIgnoreCase(className)){
            return new CloudMessage();
        }
        return null;
    }
}

工厂设计模式最有效的解决的是子类与客户端的耦合问题，但是解决的核心思想是在于提供了一个工厂类作为过渡端，但是随着项目的进行，IMessage接口有可能会拥有更多的子类,而且随着时间的推移，子类产生的可能会越来越多，那么此时就意味着，工厂类永远都要进行修改，并且永无停止之日。

那么这时候最好的解决方案就是不使用关键字new来完成，因为关键字在new在使用时，需要有一个明确的类存在。而newInstance()方法只需要有一个明确表示类名称的字符串即可。

public class JavaAPIDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        IMessage msg = Factory.getInstance("cn.mldn.demo.NetMessage");
        msg.send();  //【网络消息发送】www.mldn.cn
    }
}
interface IMessage{
    void send();  //消息发送
}
class NetMessage implements IMessage{
    public void send() {
        System.out.println("【网络消息发送】www.mldn.cn");
    }
}
class CloudMessage implements IMessage{
    @Override
    public void send() {
        System.out.println("【云消息发送】www.mldnjava.cn");
    }
}
class Factory{
    private Factory(){}
    public static IMessage getInstance(String className){
        IMessage instance = null;
        try {
            instance = (IMessage) Class.forName(className).getDeclaredConstructor().newInstance();
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return instance;
    }
}

这时可以发现，利用反射机制实现的工厂设计模式，最大的优势在于：对于接口子类的扩充将不再影响到工厂类的定义。

反射工厂设计模式

但现在依然需要进一步思考，因为在实际的项目开发过程中，有可能会存在有大量的接口，并且这些接口都可能需要通过工厂类实例化，所以此时的工厂设计模式不应该只为IMessage接口服务，应该为所有接口服务。

public class JavaAPIDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        IMessage msg = Factory.getInstance("cn.mldn.demo.NetMessage",IMessage.class);
        msg.send();  //【网络消息发送】www.mldn.cn
        IService service=Factory.getInstance("cn.mldn.demo.HouseService",IService.class);
        service.service();  //【服务】为您的住宿提供服务。
    }
}
class Factory{
    private Factory(){}
    /**
     * 获取接口实例化对象
     * @param className 接口的子类
     * @param clazz 描述的是一个接口的类型
     * @return 如果子类存在则返回指定接口的实例化对象
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T> T getInstance(String className,Class<T> clazz){
        T instance=null;
        try {
            instance=(T) Class.forName(className).getDeclaredConstructor().newInstance();
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return instance;
    }
}
interface IService{
    void service();
}
class HouseService implements IService{
    @Override
    public void service() {
        System.out.println("【服务】为您的住宿提供服务。");
    }
}
interface IMessage{
    void send();//消息发送
}
class NetMessage implements IMessage{
    public void send() {
        System.out.println("【网络消息发送】www.mldn.cn");
    }
}
class CloudMessage implements IMessage{
    @Override
    public void send() {
        System.out.println("【云消息发送】www.mldnjava.cn");
    }
}

此时的工厂模式将不再受限于指定的接口，可以为所有的接口提供实例化服务，达到可重用性。

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本内容视频来源于阿里云大学

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