工厂模式、控制反转及依赖注入
工厂模式原本作为高级篇的一个篇章(其难度充其量就那个难度),但是考虑与本章的联系,所以并入本章。
在介绍工厂模式与控制反转(Inversion of Control)及依赖注入(Dependency Injection)之前,先介绍下类的调用方法。目前调用方法总共有3种:1.自己创建;2.工厂模式;3.外部注入,其中外部注入即为控制反转/依赖注入模式(IoC/DI)。我们可以用3个形象的东西来分别表示它们,就是new、get、set。顾名思义,new表示自己创建,get表示主动去取(即工厂),set表示是被别人送进来的(即注入),其中get和set分别表示了主动去取和等待送来两种截然相反的特性,这3个单词代表了3种方法的思想精髓。
无论是那一种方法,都存在两个角色,那就是调用者和被调用者。下面我们通过实例来讲解这3种方法的具体含义。首先,我们设定调用对象为学生对象Student,被调用者对象为图书对象Book,要设计的代码功能是学生学习图书。我们一般习惯于一种思维编程方式:接口驱动,可以提供不同灵活的子类实现:
//Book接口
public interface IBook{
public void learn();
}
//BookA实现类
public class BookA implements IBook {
public void learn(){
System.out.println("学习BookA");
}
}
//BookB实现类
public class BookB implements IBook {
public void learn(){
System.out.println("学习BookB");
}
}
下面来看看这3中方法是如何调用图书类。
1)new---自己创建
public class Student {
public void learnBookA(){
IBook book = new BookA();
book.learn();
}
public void learnBookB(){
IBook book = new BookB();
book.learn();
}
}
该方法在调用者Student需要调用被调用者IBook时,需要自己来创建一个IBook对象。这种做法的缺点是无法更换被调用者,并且要负责被调用者的整个生命周期。
2)get---工厂模式
一切对象都有自己创建的缺点是创建的对象会到处分散,造成管理上的麻烦,如要更换,则需要大量修改代码。工厂模式就可以来解决这个问题。
//图书工厂
public class BookFactory{
public static IBook getBookA() {
IBook book = new BookA();
return book;
}
public static IBook getBookB() {
IBook book = new BookB();
return book;
}
}
//学生类
public class Student {
public void learnBookA(){
IBook book = BookFactory.getBookA();
book.learn();
}
public void learnBookB(){
IBook book = BookFactory.getBookB();
book.learn();
}
}
此时多了一个工厂类,将对象创建提取到工厂类中,调用者无需考虑对象的创建,只管从工厂中拿,在修改被调用者是也无需改动太多的代码。但是,对象的创建依然不灵活,以为兑现的取得完全取决于工厂,有多了一道中间的工序。
3)set---外部注入
显然,第一种方式依赖于被调用者对象,第二种方式依赖于工厂,都存在依赖性。为了彻底解决依赖性的问题,采取了外部注入的方式。外部注入就要用到上一章的动态编程的反射机制。利用这种方式构建IoC容器。对于IoC容器,可以把它看做是工厂模式的升华,它好比一个大工厂,下面就来说说注入的三种类型
1.接口注入
public class Student{
private IBook bookA;
public init(){
bookA = (IBook)Class.forName("BookA").newInstance();
}
}
通过动态的创建BookA的实例来注入,这种方式仍然依赖于IBook的实现。
2.构造注入
依赖关系是通过类的构造函数建立的,容器通过调用类的构造方法,将其所需的依赖关系注入其中。
public class Student {
private BookA bookA;
public Student (BookA booA){
this.bookA = bookA;
}
public void learn() {
bookA.learn();
}
}
public class Factory {
public static getInstance(){
Class clazz = BookA.class; //创建类BookA的Class对象
Class[] param = new Class[]{BookA.class};
try{
Constructor con = clazz.getConstructor(param);
BookA bookA = (BookA)con.newInstance(str);
Student student1 = new Student(bookA);
}catch (Exception e){
e.printstacktrace();
}
return student1;
}
}
这样就通过Factory.getInstance()直接获取又有属性bookA的一个Student实例。
3.设置注入
受控对象通过属性来表达自己所以来的对象和所需配置的值。只要为对象添加setter方法即可。
public class Student {
private BookA bookA;
public BookA getBookA(BookA booA){
return bookA;
}
public void setBookA(BookA booA){
this.bookA = bookA;
}
public void learn() {
bookA.learn();
}
}
public class Factory {
public static getInstance(String fieldName){
Class clazz = BookA.class; //创建类BookA的Class对象
Class student = Student.class;
Class[] param = new Class[]{BookA.class};
try{
Method method = student.getmethod("set"+change(fieldName),param);
BookA bookA = (BookA)clazz.newInstance();
BookA[] book = new BookA[] {bookA};
Object obj = student.newInstance();
method.invoke(obj,book);
Student student1 = (Student) obj;
}catch (Exception e){
e.printstacktrace();
}
return student1;
}
public static String change(String str) {
String subString = str.substring(0,1);
subString = subString.toupperCase();
str = str.substring(1,str.length());
str = subString + str;
return str;
}
}
这样只需调用Factory.getInstance("bookA")即可获得Student的实例。
依赖注入的优点在于在容器中定义对象,容器会自动组建出一个实例,缺点就是生成一个对象的步骤变得复杂了,对于不习惯这种方式的人会觉得有些别扭和不直观。
总结:从工厂模式到依赖注入,搞得那么复杂究竟为了什么呢?工厂模式的作用就是将对象的创建击中到工厂容器中,这样对于对象的修改也集中到容器中进行,便于维护。而工厂模式由于不通用,故对于不同的对象就需要在容器中创建不同的方法,因此利用基于反射机制的动态编程技术又可以解决此问题,但是生成对象的过程越来越繁琐。
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