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简单工厂模式 (Simple Factory Pattern) 在Spring Boot 中的应用

简单工厂模式(Simple Factory Pattern)虽然不属于 GoF 23 种经典设计模式,但在实际开发中非常常用,尤其是在 Spring Boot 项目中。它提供了一种简单的方式来创建对象,将对象的创建逻辑集中到一个工厂类中。

一、简单工厂模式的定义

简单工厂模式的核心思想是:

  1. 定义一个工厂类 (Factory Class): 这个工厂类负责创建所有产品对象。
  2. 工厂类包含一个静态方法 (Static Method): 这个静态方法根据传入的参数(通常是字符串类型或枚举类型),来决定创建哪种具体的产品对象。
  3. 客户端代码通过工厂类的静态方法获取产品对象: 客户端代码不需要直接使用 new 关键字创建对象,而是调用工厂类的静态方法,并传入相应的参数。

简单工厂模式的结构:

  • 工厂类 (Factory): 负责创建所有产品对象的类。
  • 抽象产品类/接口 (Product): 所有产品对象的共同父类或接口。
  • 具体产品类 (ConcreteProduct): 工厂类创建的具体对象类型。

二、简单工厂模式的优缺点

  • 优点:

    • 简单易用: 实现简单,代码量少,容易理解。
    • 封装创建逻辑: 将对象的创建逻辑集中到工厂类中,客户端代码无需关心对象的创建细节。
    • 降低耦合度: 客户端代码不直接依赖于具体的产品类,而是依赖于工厂类和抽象产品类/接口。
  • 缺点:

    • 违反开闭原则: 当需要添加新的产品类型时,需要修改工厂类的代码(例如,添加新的 if-else 分支或 case 分支),这违反了开闭原则(对扩展开放,对修改关闭)。
    • 工厂类职责过重: 工厂类负责创建所有产品对象,如果产品种类很多,工厂类的代码会变得很庞大,难以维护。
    • 可扩展性差: 由于违反开闭原则,简单工厂模式的可扩展性较差。

三、在 Spring Boot 中使用简单工厂模式

在 Spring Boot 中,你可以通过以下方式使用简单工厂模式:

  1. 直接使用静态方法:

    • 创建一个工厂类,并在其中定义一个静态方法,根据参数创建不同的对象。
    // 抽象产品接口
    interface Product {void doSomething();
    }// 具体产品 A
    class ConcreteProductA implements Product {@Overridepublic void doSomething() {System.out.println("ConcreteProductA");}
    }// 具体产品 B
    class ConcreteProductB implements Product {@Overridepublic void doSomething() {System.out.println("ConcreteProductB");}
    }// 简单工厂类
    public class SimpleFactory {public static Product createProduct(String type) {if ("A".equals(type)) {return new ConcreteProductA();} else if ("B".equals(type)) {return new ConcreteProductB();} else {return null; // 或者抛出异常}}
    }// 使用
    public class Client {public static void main(String[] args) {Product productA = SimpleFactory.createProduct("A");productA.doSomething();Product productB = SimpleFactory.createProduct("B");productB.doSomething();}
    }
    
  2. 结合 Spring 的 @Component@Autowired

    • 将工厂类注册为 Spring Bean(使用 @Component 注解)。
    • 在需要使用工厂的地方,通过 @Autowired 注入工厂 Bean。
    • 这种方式可以更好地利用 Spring 的依赖注入功能。
    import org.springframework.stereotype.Component;// ... (Product 接口和 ConcreteProductA, ConcreteProductB 类保持不变) ...// 简单工厂类,使用 @Component 注册为 Spring Bean
    @Component
    public class SimpleFactory {public Product createProduct(String type) { // 不需要是静态方法了if ("A".equals(type)) {return new ConcreteProductA();} else if ("B".equals(type)) {return new ConcreteProductB();} else {return null;}}
    }// 使用
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.stereotype.Service;
    @Service
    public class Client {@Autowiredprivate SimpleFactory simpleFactory; // 注入 SimpleFactorypublic void run() {Product productA = simpleFactory.createProduct("A");productA.doSomething();Product productB = simpleFactory.createProduct("B");productB.doSomething();}
    }
    
  3. 使用枚举 (Enum) 实现单例的简单工厂:

    • 如果你的产品对象是无状态的, 并且每种类型只需要一个实例,可以使用枚举来实现简单工厂,同时保证单例。
    interface Product {void doSomething();
    }// 具体产品 A
    class ConcreteProductA implements Product {@Overridepublic void doSomething() {System.out.println("ConcreteProductA");}
    }// 具体产品 B
    class ConcreteProductB implements Product {@Overridepublic void doSomething() {System.out.println("ConcreteProductB");}
    }
    // 使用枚举实现简单工厂
    enum ProductFactory {INSTANCE;public Product createProduct(String type) {if ("A".equals(type)) {return new ConcreteProductA();} else if ("B".equals(type)) {return new ConcreteProductB();} else {return null;}}
    }
    //使用
    Product product = ProductFactory.INSTANCE.createProduct("A");
    
  4. 结合@Configuration@Bean:

    • 你可以使用 @Configuration@Bean 注解来定义工厂方法,并将工厂方法创建的对象注册为 Spring Bean。 这种方式更符合 Spring 的配置风格。

      import org.springframework.context.annotation.Bean;
      import org.springframework.context.annotation.Configuration;// ... (Product 接口和 ConcreteProductA, ConcreteProductB 类保持不变) ...@Configuration
      public class AppConfig {@Beanpublic Product productA() { // 工厂方法,创建 ConcreteProductAreturn new ConcreteProductA();}@Beanpublic Product productB() { // 工厂方法,创建 ConcreteProductBreturn new ConcreteProductB();}// 你也可以定义一个更通用的工厂方法,根据参数创建不同的 Bean@Beanpublic Product product(@Value("${product.type}") String productType) {if("A".equals(productType)){return new ConcreteProductA();} else {return new ConcreteProductB();}}
      }
      

四、使用场景

简单工厂模式适用于以下场景:

  1. 创建对象种类较少: 如果需要创建的对象种类不多,并且创建逻辑比较简单,可以使用简单工厂模式。
  2. 客户端不需要关心对象的创建细节: 客户端只需要知道如何通过工厂类获取对象即可。
  3. 对象创建逻辑相对稳定: 如果对象的创建逻辑不经常变化,可以使用简单工厂模式。

五、与 Spring Boot 特性的结合

  • @Component@Autowired 将工厂类注册为 Spring Bean,方便依赖注入。
  • @Configuration@Bean 使用 @Bean 注解定义工厂方法,将工厂方法创建的对象注册为 Spring Bean。
  • @Value 可以使用 @Value 注解从配置文件中读取参数,传递给工厂方法,实现更灵活的对象创建。
  • @Conditional 可以使用 @Conditional 注解(例如 @ConditionalOnProperty@ConditionalOnClass 等)来根据条件决定是否创建某个 Bean,实现更灵活的工厂配置。

六. 简单工厂模式退化为简单工具类

如果简单工厂模式中,工厂类只负责创建对象,没有任何其他的业务逻辑,那么这个工厂类实际上就退化成了一个简单的工具类。在这种情况下,是否使用工厂模式就看个人喜好了,因为并没有带来特别大的好处,也没有明显的坏处。

总结

简单工厂模式是一种简单易用的创建型设计模式,它可以封装对象的创建逻辑,降低代码耦合度。 在 Spring Boot 中,你可以通过多种方式使用简单工厂模式,并结合 Spring 的特性来实现更灵活、更可维护的对象创建。 但是,需要注意简单工厂模式违反开闭原则的缺点,如果需要频繁添加新的产品类型,可以考虑使用工厂方法模式或抽象工厂模式。

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