二、架構(gòu)師內(nèi)功心法之設(shè)計(jì)模式

2.架構(gòu)師內(nèi)功心法之設(shè)計(jì)模式

2.1.課程目標(biāo)

1塔淤、通過(guò)對(duì)本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)摘昌，了解設(shè)計(jì)模式的由來(lái)。

2高蜂、介紹設(shè)計(jì)模式能幫我們解決哪些問(wèn)題聪黎。

3、剖析工廠(chǎng)模式的歷史由來(lái)及應(yīng)用場(chǎng)景备恤。

2.2.內(nèi)容定位

不用設(shè)計(jì)模式并非不可以稿饰，但是用好設(shè)計(jì)模式能幫助我們更好地解決實(shí)際問(wèn)題，設(shè)計(jì)模式最重要的
是解耦露泊。設(shè)計(jì)模式天天都在用喉镰，但自己卻無(wú)感知。我們把設(shè)計(jì)模式作為一個(gè)專(zhuān)題滤淳，主要是學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模式
是如何總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的梧喷，把經(jīng)驗(yàn)為自己所用砌左。學(xué)設(shè)計(jì)模式也是鍛煉將業(yè)務(wù)需求轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一種非常有效
的方式脖咐。

2.3.回顧軟件設(shè)計(jì)原則

2.4.設(shè)計(jì)模式總覽

寫(xiě)出優(yōu)雅的代碼

更好地重構(gòu)項(xiàng)目

經(jīng)典框架都在用設(shè)計(jì)模式解決問(wèn)題

Spring就是一個(gè)把設(shè)計(jì)模式用得淋漓盡致的經(jīng)典框架蕊连，其實(shí)從類(lèi)的命名就能看出來(lái)悬垃，我來(lái)一一列舉：

我們的課程中，會(huì)圍繞 Spring 的 IOC甘苍、AOP尝蠕、MVC、JDBC
這樣的思路展開(kāi)载庭，根據(jù)其設(shè)計(jì)類(lèi)型來(lái)設(shè)計(jì)講解順序：

3.工廠(chǎng)模式詳解

3.1.工廠(chǎng)模式的歷史由來(lái)

原始社會(huì)自給自足（沒(méi)有工廠(chǎng)）看彼、農(nóng)耕社會(huì)小作坊（簡(jiǎn)單工廠(chǎng)，民間酒
坊）囚聚、工業(yè)革命流水線(xiàn)(工廠(chǎng)方法闲昭，自產(chǎn)自銷(xiāo))、現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈代工廠(chǎng)(抽象工廠(chǎng)靡挥，富士康)

3.2.簡(jiǎn)單工廠(chǎng)模式

3.2.1.定義

簡(jiǎn)單工廠(chǎng)模式（Simple Factory Pattern）是指由一個(gè)工廠(chǎng)對(duì)象決定創(chuàng)建出哪一種產(chǎn)品類(lèi)的實(shí)例序矩，
但它不屬于GOF 23種設(shè)計(jì)模式。簡(jiǎn)單工廠(chǎng)適用于工廠(chǎng)類(lèi)負(fù)責(zé)創(chuàng)建的對(duì)象較少的場(chǎng)景跋破，且客戶(hù)端只需要
傳入工廠(chǎng)類(lèi)的參數(shù)簸淀，對(duì)于如何創(chuàng)建對(duì)象的邏輯不需要關(guān)心。

3.2.2.demo

public class SimpleFactoryTest {
    public static void main(String[] args) {
        CourseFactory factory = new CourseFactory();
        ICourse course = factory.create(JavaCourse.class);
        course.record();
    }
}

public class JavaCourse implements ICourse {
    public void record() {
        System.out.println("錄制Java課程");
    }
}

public class CourseFactory {
    public ICourse create(Class<? extends ICourse> clazz){
        // 反射
        try {
            if (null != clazz) {
                return clazz.newInstance();
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

<img src="http://woshiamiaojiang.gitee.io/image-hosting/SimpleFactory.png" style="zoom: 50%;" />

3.2.3.源碼

• Calendar.getInstance()

• LoggerFactory.getLogger()

簡(jiǎn)單工廠(chǎng)模式在 JDK 源碼也是無(wú)處不在毒返，現(xiàn)在我們來(lái)舉個(gè)例子租幕，例如 Calendar 類(lèi)，看
Calendar.getInstance()方法拧簸，下面打開(kāi)的是Calendar的具體創(chuàng)建類(lèi)：

    private static Calendar createCalendar(TimeZone zone,
                                           Locale aLocale)
    {
        CalendarProvider provider =
            LocaleProviderAdapter.getAdapter(CalendarProvider.class, aLocale)
                                 .getCalendarProvider();
        if (provider != null) {
            try {
                return provider.getInstance(zone, aLocale);
            } catch (IllegalArgumentException iae) {
                // fall back to the default instantiation
            }
        }

        Calendar cal = null;

        if (aLocale.hasExtensions()) {
            String caltype = aLocale.getUnicodeLocaleType("ca");
            if (caltype != null) {
                switch (caltype) {
                case "buddhist":
                cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
                    break;
                case "japanese":
                    cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
                    break;
                case "gregory":
                    cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
                    break;
                }
            }
        }
        if (cal == null) {
            // If no known calendar type is explicitly specified,
            // perform the traditional way to create a Calendar:
            // create a BuddhistCalendar for th_TH locale,
            // a JapaneseImperialCalendar for ja_JP_JP locale, or
            // a GregorianCalendar for any other locales.
            // NOTE: The language, country and variant strings are interned.
            if (aLocale.getLanguage() == "th" && aLocale.getCountry() == "TH") {
                cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
            } else if (aLocale.getVariant() == "JP" && aLocale.getLanguage() == "ja"
                       && aLocale.getCountry() == "JP") {
                cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
            } else {
                cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
            }
        }
        return cal;
    }

還有一個(gè)大家經(jīng)常使用的 logback劲绪，我們可以看到 LoggerFactory 中有多個(gè)重載的方法
getLogger()：

    public static Logger getLogger(String name) {
        ILoggerFactory iLoggerFactory = getILoggerFactory();
        return iLoggerFactory.getLogger(name);
    }

    public static Logger getLogger(Class clazz) {
        return getLogger(clazz.getName());
    }

3.2.4.優(yōu)缺點(diǎn)

• 優(yōu)點(diǎn)
  • 簡(jiǎn)單
• 缺點(diǎn)
  • 工廠(chǎng)類(lèi)的職責(zé)相對(duì)過(guò)重，不易于擴(kuò)展過(guò)于復(fù)雜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)盆赤。

3.3.工廠(chǎng)方法模式

3.3.1.定義

工廠(chǎng)方法模式（Factory Method Pattern）是指定義一個(gè)創(chuàng)建對(duì)象的接口贾富，但讓實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口的類(lèi)
來(lái)決定實(shí)例化哪個(gè)類(lèi)，工廠(chǎng)方法讓類(lèi)的實(shí)例化推遲到子類(lèi)中進(jìn)行牺六。在工廠(chǎng)方法模式中用戶(hù)只需要關(guān)心所
需產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的工廠(chǎng)颤枪，無(wú)須關(guān)心創(chuàng)建細(xì)節(jié)，而且加入新的產(chǎn)品符合開(kāi)閉原則淑际。

3.3.2.demo

public class FactoryMethodTest {
    public static void main(String[] args) {
        // Python課程工廠(chǎng)
        ICourseFactory factory = new PythonCourseFactory();
        ICourse course = factory.create();
        course.record();

        // Java課程工廠(chǎng)
        factory = new JavaCourseFactory();
        course = factory.create();
        course.record();
    }
}

public class JavaCourseFactory implements ICourseFactory {
    public ICourse create() {
        return new JavaCourse();
    }
}

public interface ICourseFactory {
    ICourse create();
}

public class JavaCourse implements ICourse {
    public void record() {
        System.out.println("錄制Java課程");
    }
}

public interface ICourse {
    void record();
}

<img src="http://woshiamiaojiang.gitee.io/image-hosting/FactoryMethod.png" style="zoom: 50%;" />

3.3.3.源碼

ApplicationContext就是工廠(chǎng)方法模式

再來(lái)看看logback中工廠(chǎng)方法模式的應(yīng)用畏纲，看看類(lèi)圖就OK了：

<img src="http://woshiamiaojiang.gitee.io/image-hosting/FactoryMethod2.png" style="zoom: 50%;" />

3.3.4.優(yōu)缺點(diǎn)

• 工廠(chǎng)方法適用于以下場(chǎng)景：
  1. 創(chuàng)建對(duì)象需要大量重復(fù)的代碼扇住。
  2. 客戶(hù)端（應(yīng)用層）不依賴(lài)于產(chǎn)品類(lèi)實(shí)例如何被創(chuàng)建、實(shí)現(xiàn)等細(xì)節(jié)盗胀。
  3. 一個(gè)類(lèi)通過(guò)其子類(lèi)來(lái)指定創(chuàng)建哪個(gè)對(duì)象艘蹋。
• 工廠(chǎng)方法也有缺點(diǎn)：
  1. 類(lèi)的個(gè)數(shù)容易過(guò)多，增加復(fù)雜度票灰。
  2. 增加了系統(tǒng)的抽象性和理解難度簿训。

3.4.抽象工廠(chǎng)模式

3.4.1.定義

抽象工廠(chǎng)模式（AbastractFactory Pattern）是指提供一個(gè)創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴(lài)對(duì)象的接口，無(wú)須指定他們具體的類(lèi)米间∏科罚客戶(hù)端（應(yīng)用層）不依賴(lài)于產(chǎn)品類(lèi)實(shí)例如何被創(chuàng)建、實(shí)現(xiàn)等細(xì)節(jié)屈糊，強(qiáng)調(diào)的是一
系列相關(guān)的產(chǎn)品對(duì)象（屬于同一產(chǎn)品族）一起使用創(chuàng)建對(duì)象需要大量重復(fù)的代碼的榛。需要提供一個(gè)產(chǎn)品類(lèi)
的庫(kù)，所有的產(chǎn)品以同樣的接口出現(xiàn)逻锐，從而使客戶(hù)端不依賴(lài)于具體實(shí)現(xiàn)夫晌。

講解抽象工廠(chǎng)之前，我們要了解兩個(gè)概念產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品族昧诱，看下面的圖：

<img src="http://woshiamiaojiang.gitee.io/image-hosting/image-20200225191403439.png" alt="image-20200225191403439" style="zoom:50%;" />

從上圖中看出有正方形晓淀，圓形和菱形三種圖形，相同顏色深淺的就代表同一個(gè)產(chǎn)品族盏档，相同形狀的代表
同一個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)凶掰。同樣可以從生活中來(lái)舉例，比如蜈亩，美的電器生產(chǎn)多種家用電器懦窘。那么上圖中，顏
色最深的正方形就代表美的洗衣機(jī)稚配、顏色最深的圓形代表美的空調(diào)畅涂、顏色最深的菱形代表美的熱水器，
顏色最深的一排都屬于美的品牌道川，都是美的電器這個(gè)產(chǎn)品族午衰。再看最右側(cè)的菱形，顏色最深的我們指定
了代表美的熱水器冒萄，那么第二排顏色稍微淺一點(diǎn)的菱形臊岸，代表海信的熱水器。同理宦言，同一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)下還
有格力熱水器扇单，格力空調(diào)商模，格力洗衣機(jī)奠旺。

再看下面的這張圖蜘澜，最左側(cè)的小房子我們就認(rèn)為具體的工廠(chǎng)，有美的工廠(chǎng)响疚，有海信工廠(chǎng)鄙信，有格力工廠(chǎng)。
每個(gè)品牌的工廠(chǎng)都生產(chǎn)洗衣機(jī)忿晕、熱水器和空調(diào)装诡。

<img src="http://woshiamiaojiang.gitee.io/image-hosting/image-20200225191741688.png" alt="image-20200225191741688" style="zoom:50%;" />

3.4.2.demo

public class AbstractFactoryTest {
    public static void main(String[] args) {
        JavaCourseFactory factory = new JavaCourseFactory();
        factory.createNote().edit();
        factory.createVideo().record();
    }
}

/**
 * 抽象工廠(chǎng)CourseFactory類(lèi)：
 * 抽象工廠(chǎng)是用戶(hù)的主入口
 * 在Spring中應(yīng)用得最為廣泛的一種設(shè)計(jì)模式
 * 易于擴(kuò)展
 */
public abstract class CourseFactory {
    public void init(){
        System.out.println("初始化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)");
    }
    protected abstract INote createNote();
    protected abstract IVideo createVideo();
}

/**
 * 創(chuàng)建Java產(chǎn)品族的具體工廠(chǎng)JavaCourseFactory
 */
public class JavaCourseFactory extends CourseFactory {
    public INote createNote() {
        super.init();
        return new JavaNote();
    }
    public IVideo createVideo() {
        super.init();
        return new JavaVideo();
    }
}

/**
 * 創(chuàng)建Java產(chǎn)品族，Java視頻JavaVideo類(lèi)：Java視頻
 */
public class JavaVideo implements IVideo {
    public void record() {
        System.out.println("錄制Java視頻");
    }
}

/**
 * 錄播視頻：IVideo接口
 */
public interface IVideo {
    void record();
}

/**
 * 擴(kuò)展產(chǎn)品等級(jí)Java課堂筆記JavaNote類(lèi)：Java筆記
 */
public class JavaNote implements INote {
    public void edit() {
        System.out.println("編寫(xiě)Java筆記");
    }
}

/**
 * 課堂筆記：INote接口
 */
public interface INote {
    void edit();
}

// 創(chuàng)建Python產(chǎn)品族的具體工廠(chǎng)PythonCourseFactory省略践盼。鸦采。。

<img src="http://woshiamiaojiang.gitee.io/image-hosting/AbstractFactory.png" style="zoom: 33%;" />

上面的代碼完整地描述了兩個(gè)產(chǎn)品族Java課程和Python課程咕幻，也描述了兩個(gè)產(chǎn)品等級(jí)視頻和手記渔伯。抽象工廠(chǎng)非常完美清晰地描述這樣一層復(fù)雜的關(guān)系。但是肄程，不知道大家有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)锣吼，如果我們?cè)倮^續(xù)擴(kuò)展
產(chǎn)品等級(jí)，將源碼 Source也加入到課程中蓝厌，那么我們的代碼從抽象工廠(chǎng)玄叠，到具體工廠(chǎng)要全部調(diào)整，很顯然不符合開(kāi)閉原則拓提。

3.4.3.源碼

AbstractFactory

AnnotationApplicationContext

Xml

適合長(zhǎng)時(shí)間不變動(dòng)的場(chǎng)景

3.4.3.優(yōu)缺點(diǎn)

抽象工廠(chǎng)缺點(diǎn)

1. 規(guī)定了所有可能被創(chuàng)建的產(chǎn)品集合读恃，產(chǎn)品族中擴(kuò)展新的產(chǎn)品困難，需要修改抽象工廠(chǎng)的接口代态。
2. 增加了系統(tǒng)的抽象性和理解難度狐粱。

3.5.簡(jiǎn)單工廠(chǎng) vs 工廠(chǎng)方法 vs 抽象工廠(chǎng)

簡(jiǎn)單工廠(chǎng)：產(chǎn)品的工廠(chǎng)

工廠(chǎng)方法：工廠(chǎng)的工廠(chǎng)

抽象工廠(chǎng)：復(fù)雜產(chǎn)品的工廠(chǎng)

簡(jiǎn)單工廠(chǎng)：工廠(chǎng)是一個(gè)實(shí)體類(lèi)，內(nèi)部直接根據(jù)邏輯創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品胆数。

工廠(chǎng)方法：工廠(chǎng)首先有個(gè)接口定義規(guī)范肌蜻。不同的產(chǎn)品使用不同的實(shí)體類(lèi)工廠(chǎng)根據(jù)規(guī)范和需求創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。這就是它們的區(qū)別必尼。

工廠(chǎng)方法是生產(chǎn)一類(lèi)產(chǎn)品蒋搜，抽象工廠(chǎng)是生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品族

3.6.作業(yè)

1、工廠(chǎng)類(lèi)一定需要將構(gòu)造方法私有化嗎判莉，為什么豆挽？

不一定。抽象工廠(chǎng)類(lèi)就不能券盅，否則父類(lèi)的私有構(gòu)造方法就不能被子類(lèi)調(diào)用帮哈。

2、用工廠(chǎng)模式設(shè)計(jì)支付業(yè)務(wù)場(chǎng)景锰镀，包含跨境支付娘侍，支付寶咖刃、微信、銀聯(lián)支付憾筏，并畫(huà)出類(lèi)圖嚎杨。

/**
 * description: 支付接口
 */
public interface IPay {
    /**
     * 支付方法
     */
    void pay();
}

/**
 * description: 支付寶支付
 */
public class AliPay implements IPay {
    public void pay() {
        System.out.println("支付寶支付");
    }
}

/**
 * description: 微信支付
 */
public class WxPay implements IPay {
    public void pay() {
        System.out.println("微信支付");
    }
}

/**
 * description: 銀聯(lián)支付
 */
public class UniPay implements IPay {
    public void pay() {
        System.out.println("銀聯(lián)支付");
    }
}

/**
 * description: 蘋(píng)果支付
 */
public class ApplePay implements IPay {
    public void pay() {
        System.out.println("蘋(píng)果支付");
    }
}

/**
 * description: 支付抽象工廠(chǎng)
 */
public abstract class AbstractPayFactory {
    public void init() {
        System.out.println("初始化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)");
    }
}

/**
 * description: 國(guó)內(nèi)支付
 */
public class ChinaPayFactory extends AbstractPayFactory {
    protected IPay createAliPay() {
        super.init();
        return new AliPay();
    }

    protected IPay createWxPay() {
        super.init();
        return new WxPay();
    }

    protected IPay createUniPay() {
        super.init();
        return new UniPay();
    }
}

/**
 * description: 國(guó)外支付
 */
public class ForeignPayFactory extends AbstractPayFactory {
    protected IPay createApplePay() {
        super.init();
        return new ApplePay();
    }
}

/**
 * description: 抽象工廠(chǎng)方法測(cè)試
 */
public class AbstractPayFactoryTest {
    public static void main(String[] args) {
        ChinaPayFactory chinaPayFactory = new ChinaPayFactory();
        chinaPayFactory.createAliPay().pay();
        chinaPayFactory.createWxPay().pay();
        chinaPayFactory.createUniPay().pay();

        ForeignPayFactory foreignPayFactory = new ForeignPayFactory();
        foreignPayFactory.createApplePay().pay();
    }
}

<img src="http://woshiamiaojiang.gitee.io/image-hosting/FactoryPatternHomework.png" style="zoom:50%;" />