工廠三兄弟之工廠方法模式（一）

       簡單工廠模式雖然簡單，但存在一個很嚴重的問題。當系統中需要引入新產品時，由於靜態工廠方法通過所傳入引數的不同來建立不同的產品，這必定要修改工廠類的原始碼，將違背“開閉原則”，如何實現增加新產品而不影響已有程式碼？工廠方法模式應運而生，本文將介紹第二種工廠模式——工廠方法模式。

 

1 日誌記錄器的設計

Sunny軟體公司欲開發一個系統執行日誌記錄器(Logger)，該記錄器可以通過多種途徑儲存系統的執行日誌，如通過檔案記錄或資料庫記錄，使用者可以通過修改配置檔案靈活地更換日誌記錄方式。在設計各類日誌記錄器時，Sunny公司的開發人員發現需要對日誌記錄器進行一些初始化工作，初始化引數的設定過程較為複雜，而且某些引數的設定有嚴格的先後次序，否則可能會發生記錄失敗。如何封裝記錄器的初始化過程並保證多種記錄器切換的靈活性是Sunny公司開發人員面臨的一個難題。

       Sunny公司的開發人員通過對該需求進行分析，發現該日誌記錄器有兩個設計要點：

       (1) 需要封裝日誌記錄器的初始化過程，這些初始化工作較為複雜，例如需要初始化其他相關的類，還有可能需要讀取配置檔案（例如連線資料庫或建立檔案），導致程式碼較長，如果將它們都寫在建構函式中，會導致建構函式龐大，不利於程式碼的修改和維護；

       (2) 使用者可能需要更換日誌記錄方式，在客戶端程式碼中需要提供一種靈活的方式來選擇日誌記錄器，儘量在不修改原始碼的基礎上更換或者增加日誌記錄方式。

       Sunny公司開發人員最初使用簡單工廠模式對日誌記錄器進行了設計，初始結構如圖1所示：

 

圖1 基於簡單工廠模式設計的日誌記錄器結構圖

       在圖1中，LoggerFactory充當建立日誌記錄器的工廠，提供了工廠方法createLogger()用於建立日誌記錄器，Logger是抽象日誌記錄器介面，其子類為具體日誌記錄器。其中，工廠類LoggerFactory程式碼片段如下所示：

//日誌記錄器工廠
class LoggerFactory {
    //靜態工廠方法
	public static Logger createLogger(String args) {
		if(args.equalsIgnoreCase("db")) {
			//連線資料庫，程式碼省略
			//建立資料庫日誌記錄器物件
			Logger logger = new DatabaseLogger(); 
			//初始化資料庫日誌記錄器，程式碼省略
			return logger;
		}
		else if(args.equalsIgnoreCase("file")) {
			//建立日誌檔案
			//建立檔案日誌記錄器物件
			Logger logger = new FileLogger(); 
			//初始化檔案日誌記錄器，程式碼省略
			return logger;			
		}
		else {
			return null;
		}
	}
}

       為了突出設計重點，我們對上述程式碼進行了簡化，省略了具體日誌記錄器類的初始化程式碼。在LoggerFactory類中提供了靜態工廠方法createLogger()，用於根據所傳入的引數建立各種不同型別的日誌記錄器。通過使用簡單工廠模式，我們將日誌記錄器物件的建立和使用分離，客戶端只需使用由工廠類建立的日誌記錄器物件即可，無須關心物件的建立過程，但是我們發現，雖然簡單工廠模式實現了物件的建立和使用分離，但是仍然存在如下兩個問題：

       (1) 工廠類過於龐大，包含了大量的if…else…程式碼，導致維護和測試難度增大；

       (2) 系統擴充套件不靈活，如果增加新型別的日誌記錄器，必須修改靜態工廠方法的業務邏輯，違反了“開閉原則”。

       如何解決這兩個問題，提供一種簡單工廠模式的改進方案？這就是本文所介紹的工廠方法模式的動機之一。

 

【作者：劉偉 http://blog.csdn.net/lovelion】