设计模式-工厂方法模式 实战演习 代码实现

设计模式-工厂方法模式

一、工厂方法模式介绍

工厂模式，是一种创建型设计模式，其在父类中提供一个创建对象的方法，允许子类决定实例化对象的类型。

工厂模式是 Java 开发中最常见的一种模式，其主要意图是定义一个创建对象的接口，让其子类决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

简单说就是为了提供代码的可扩展性，屏蔽每一个功能类中的具体实现逻辑。让外部可以更加简单的调用。同时，可以去掉众多 ifelse 。

优点： 1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

二、模拟多种奖品发放

营销场景中经常会有抽奖活动，我们在这里模拟兑换多种类型的商品。

假如我们有如下三种类型的商品接口：

序号	类型	接口
1	代金劵	VoucherResult sendVoucher(String userId, String voucherId, int voucherNumber)
2	VIP体验卡	void openVIP(String userId, Date date, String time)
3	实物奖品	Boolean deliverGoods(DeliverRequest req)

• 三个接口返回类型不同，有对象类型、布尔类型、void
• 入参不同，代金券需要代金券 id 和代金券数量、VIP体验卡需要体验时间、实物奖品需要奖品对象（包含发货地址等）
• 可能随着业务的拓展，会增加其他商品类型。

三、非工厂模式实现

1. ifelse实现需求

public class PrizeController {

    private static final String CODE_SUCCESS = "11111111";
    private static final String CODE_FAIL = "00000000";

    public AwardResult awardToUser(AwardRequest req) {
        AwardResult res = null;
        // 按照不同类型分法商品[1代金劵、2VIP体验卡、3实物奖品]
        if (req.getAwardType() == 1) {
            VoucherService voucherService = new VoucherService();
            VoucherResult voucherResult = voucherService.sendVoucher(req.getUserId(), req.getAwardId(), req.getAwardNumber());
            if (CODE_SUCCESS.equals(voucherResult.getCode())) {
                res = new AwardResult(CODE_SUCCESS, "成功");
            } else {
                res = new AwardResult(CODE_FAIL, voucherResult.getInfo());
            }
        } else if (req.getAwardType() == 2) {
            VIPService vipService = new VIPService();
            Date date = new Date(System.currentTimeMillis());
            vipService.openVip(req.getUserId(), date, req.getTime());
            res = new AwardResult(CODE_SUCCESS, "成功");
        } else if (req.getAwardType() == 3) {
            GoodsService goodsService = new GoodsService();
            DeliverRequest deliverRequest = new DeliverRequest();
            deliverRequest.setUserId(req.getUserId());
            deliverRequest.setUserName(queryUserNameById(req.getUserId()));
            deliverRequest.setUserPhone(queryUserPhoneById(req.getUserId()));
            deliverRequest.setUserAddress(queryUserAddressById(req.getUserId()));
            Boolean isSuccess = goodsService.deliverGoods(deliverRequest);
            if (isSuccess) {
                res = new AwardResult(CODE_SUCCESS, "成功");
            } else {
                res = new AwardResult(CODE_FAIL, "失败");
            }
        }
        return res;
    }

    public String queryUserNameById(String userId) {
        return "Tom";
    }

    public String queryUserPhoneById(String userId) {
        return "123456789";
    }

    public String queryUserAddressById(String userId) {
        return "BeiJin";
    }
}

• 如上为使用ifelse 实现业务需求。如果仅从业务角度看，已经实现了基本功能。
• 但是经过几次迭代后，接手这段代码的研发将十分痛苦。重构成本高，且需要理清之前的每一个接口的使用，测试回归验证时间长，需要全部验证一次。

2. 测试验证

@Test
public void testAwardToUser() {
    PrizeController prizeController = new PrizeController();
    AwardResult awardResult = null;
    System.out.println("******模拟多种奖品发放测试******");
    AwardRequest awardReq = new AwardRequest();
    awardReq.setAwardId("0001");
    awardReq.setAwardNumber(1);
    awardReq.setUserId("10001");

    System.out.println("
------    代金券的发放   ------");
    awardReq.setAwardType(1);
    awardResult = prizeController.awardToUser(awardReq);
    System.out.println("代金券发放结果：" + awardResult.getRes());

    System.out.println("
------  VIP体验卡的发放 -------");
    awardReq.setAwardType(2);
    awardResult = prizeController.awardToUser(awardReq);
    System.out.println("VIP体验卡发放结果：" + awardResult.getRes());

    System.out.println("
------  实物奖品的发放  -------");
    awardReq.setAwardType(3);
    awardResult = prizeController.awardToUser(awardReq);
    System.out.println("实物奖品发放结果：" + awardResult.getRes());
}

结果：

• 运行结果正常，满足业务需求。写的还很快，但是实在难以维护。

四、工厂模式优化代码

1. 代码实现

1.1 定义发奖接口

public interface IAward {
    void sendAward(String userId, String awardId, Map<String, Object> map);
}

1.2 实现发奖接口

代金券

public class VoucherAwardService implements IAward{
    
    private VoucherService voucherService = new VoucherService();
    
    @Override
    public void sendAward(String userId, String awardId, Map<String, Object> map) throws Exception{
        VoucherResult voucherResult = voucherService.sendVoucher(userId, awardId, (int) map.get("voucherNumber"));
        if (PrizeController.CODE_FAIL.equals(voucherResult.getCode())) {
            throw new RuntimeException("失败");
        }
    }
}

VIP体验卡

public class VIPAwardService implements IAward{
    
    private VIPService vipService = new VIPService();

    @Override
    public void sendAward(String userId, String awardId, Map<String, Object> map) throws Exception {
        Date date = new Date(System.currentTimeMillis());
        vipService.openVip(userId, (Date) map.get("data"), (String) map.get("time"));
    }
}

实物奖品

public class GoodsAwardService implements IAward{
    
    private GoodsService goodsService = new GoodsService();

    @Override
    public void sendAward(String userId, String awardId, Map<String, Object> map) throws Exception {
        DeliverRequest deliverRequest = new DeliverRequest();
        deliverRequest.setUserId(userId);
        deliverRequest.setUserName(queryUserNameById(userId));
        deliverRequest.setUserPhone(queryUserPhoneById(userId));
        deliverRequest.setUserAddress(queryUserAddressById(userId));
        Boolean isSuccess = goodsService.deliverGoods(deliverRequest);
        if (!isSuccess) {
            throw new RuntimeException("失败");
        }
    }

    public String queryUserNameById(String userId) {
        return "Tom";
    }

    public String queryUserPhoneById(String userId) {
        return "123456789";
    }

    public String queryUserAddressById(String userId) {
        return "BeiJin";
    }
}

• 可以看到每一种奖品的实现都包括在自己的类中，新增、修改或者删除都不会影响其他奖品功能的测试
• 后续再新增的奖品只需要按照此结构进行填充即可，非常易于维护和扩展
• 统一入参和出参后，调用方不在需要关心内部的实现逻辑，按照统一方式处理即可

1.3 创建奖品工厂

public class AwardFactory {

    public IAward getAwardService(Integer awardType) throws Exception{
        if (awardType == null) return null;
        if (1 == awardType) return new VoucherAwardService();
        if (2 == awardType) return new VIPAwardService();
        if (3 == awardType) return new GoodsAwardService();
        throw new RuntimeException("不存在此奖品类型");
    }
}

2.测试验证

@Test
public void testIAward() throws Exception{
    AwardFactory awardFactory = new AwardFactory();
    System.out.println("******模拟多种奖品发放测试******");

    System.out.println("
------    代金券的发放   ------");
    IAward awardService1 = awardFactory.getAwardService(1);
    Map<String, Object> map1 = new HashMap<>();
    map1.put("voucherNumber", 1);
    awardService1.sendAward("10001", "123456712", map1);

    System.out.println("
------  VIP体验卡的发放 -------");
    IAward awardService2 = awardFactory.getAwardService(2);
    Map<String, Object> map2 = new HashMap<>();
    map2.put("data", new Date(System.currentTimeMillis()));
    map2.put("time", "23:59:59");
    awardService2.sendAward("10002", "123123414", map2);

    System.out.println("
------  实物奖品的发放  -------");
    IAward awardService3 = awardFactory.getAwardService(3);
    awardService3.sendAward("10003", "12312451", null);
}

五、总结

工厂模式可以避免创建者与具体的产品逻辑耦合、满足单一职责，每一个业务逻辑实现都在所属自己的类中完成、满足开闭原则，无需修改调用方就可以在程序中引入新的产品类型。

但这样也会带来一些问题，比如有非常多的奖品类型，那么实现的子类会急速扩张。