爪哇語言工廠方法創立性模式介紹(下)

2019-11-18 12:16:44

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供稿：網友

　　package com.javapatterns.factorymethod;
　　
　　public class BadPlantException extends Exception
　　{
　　　public BadPlantException(String msg)
　　　{
　　super(msg);
　　　}
　　}
　　代碼清單6. 例外類 BadPlantException。
　　工廠方法模式應該在什么情況下使用
　　既然工廠方法模式與簡單工廠模式的區別很是微妙，那么應該在什么情況下使用工廠方法模式，又應該在什么情況下使用簡單工廠模式呢？
　　一般來說，假如你的系統不能事先確定那一個產品類在哪一個時刻被實例化，從而需要將實例化的細節局域化，并封裝起來以分割實例化及使用實例的責任時，你就需要考慮使用某一種形式的工廠模式。
　　在我們的小花果園系統里，我們必須假設水果的種類隨時都有可能變化。我們必須能夠在引入新的水果品種時，能夠很少改動程序，就可以適應變化以后的情況。因此，我們顯然需要某一種形式的工廠模式。
　　假如在發現系統只用一個產品類等級(hierarchy)就可以描述所有已有的產品類，以及可預見的未來可能引進的產品類時，簡單工廠模式是很好的解決方案。因為一個單一產品類等級只需要一個單一的實的工廠類。
　　然而，當發現系統只用一個產品類等級不足以描述所有的產品類,包括以后可能要添加的新的產品類時，就應當考慮采用工廠方法模式。由于工廠方法模式可以容許多個實的工廠類，以每一個工廠類負責每一個產品類等級，因此這種模式可以容納所有的產品等級。
　　在我們的小花果園系統里，不只有水果種類的植物,而且有蔬菜種類的植物。換言之，存在不止一個產品類等級。而且產品類等級的數目也隨時都有可能變化。因此，簡單工廠模式不能滿足需要，為解決向題,我們顯然需要工廠方法模式。
　　關于模式的實現
　　在實現工廠方法模式時，有下面一些值得討論的地方。
　　第一丶在圖四的類圖定義中，可以對抽象工廠(Creator) 做一些變通。變通的種類有
　　抽象工廠(Creator) 不是接口而是抽象類。一般而言，抽象類不提供一個缺省的工廠方法。這樣可以有效地解決怎樣實例化事先不能預知的類的問題。
　　抽象工廠(Creator) 本身是一個實類，并提供一個缺省的工廠方法。這樣當最初的設計者所預見的實例化不能滿足需要時，后來的設計人員就可以用實工廠類的factory() 方法來置換(Override))父類中factory()方法。
　　第二丶在經典的工廠方法模式中，factory()方法是沒有參量的。在本文舉例時加入了參量，這實際上也是一種變通。
　　第三丶在給相關的類和方法取名字時，應當注重讓別人一看即知你是在使用工廠模式。
　　COM技術架構中的工廠方法模式
　　在微軟(Microsoft)所提倡的COM(Component Object Model)技術架構中, 工廠方法模式起著要害的作用。
　　在COM架框里,Creator接口的角色是由一個叫作IClassFactory的COM接口來擔任的。而實類ConcreteCreator的角色是由實現IClassFactory接口的類CFactory(見下圖)來擔任的。一般而言,對象的創立可能要求分配系統資源,要求在不同的對象之間進行協調等等。因為IClassFactory的引進,所有這些在對象的創立過程中出現的細節問題, 都可以封裝在一個實現IClassFactory接口的實的工廠類里面。這樣一來, 一個COM架構的支持系統只需要創立這個工廠類CFactory的實例就可以了。
　　　爪哇語言工廠方法創立性模式介紹(下)（圖一）

　　圖6. 微軟(Microsoft)的COM(Component Object Model)技術架構是怎樣工作的。　
　　在上面的序列活動(Sequence Activity)圖中,用戶端調用COM的庫函數CoCreateInstance。 CoCreateInstance在COM架框中以CoGetClassObject實現。 CoCreateInstance會在視窗系統的Registry里搜尋所要的部件(在我們的例子中即CEmployee)。假如找到了這個部件,就會加載支持此部件的DLL。當此DLL加載成功后, CoGetClassObject就會調用DllGetClassObject。后者使用new操作符將工廠類CFactory實例化。
　　下面,DllGetClassObject會向工廠類CFactory搜詢IClassFactory接口,返還給CoCreateInstance。 CoCreateInstance接下來利用IClassFactory接口調用CreateInstance函數。此時,IClassFactory::CreateInstance調用new操作符來創立所要的部件(CEmployee)。此外,它搜詢IEmployee接口。在拿到接口的指針后, CoCreateInstance釋放掉工廠類并把接口的指針返還給客戶端。
　　客戶端現在就可以利用這個接口調用此部件中的方法了。
　　EJB技術架構中的工廠方法模式
　　升陽(Sun Microsystem)倡導的EJB(EnterPRise Java Beans)技術架構是一套為爪哇語言設計的, 用來開發企業規模應用程序的組件模型。我們來舉例看一看EJB架構是怎樣利用工廠方法模式的。請考察下面的序列活動圖。
　　　爪哇語言工廠方法創立性模式介紹(下)（圖二）

　　圖7. 在升陽所提倡的EJB技術架構中, 工廠方法模式也起著要害的作用　
　　在上面的圖中,用戶端創立一個新的 Context 對象,以便利用 JNDI 伺服器尋找 EJBObject。在得到這個 Context 對象后,就可以使用 JNDI 名, 比如"Employee", 來拿到 EJB 類 Employee 的 Home 接口。使用 Employee 的 Home 接口,客戶端可以創立 EJB 對象,比如 EJB 類 Employee 的實例 emp, 然后調用 Employee 的各個方法。
　　// 取到 JNDI naming context
　　Context ctx = new InitialContext ();
　　// 利用ctx 索取 EJB Home 接口
　　EmployeeHome home = (EmployeeHome)ctx.lookup("Employee");
　　// 利用Home 接口創立一個 session Bean 對象
　　// 這里使用的是標準的工廠方法模式
　　Employee emp = home.create (1001, "John", "Smith");
　　// 調用方法
　　emp.setTel ("212-657-7879");
　　代碼清單7. EJB架構中,Home接口提供工廠方法以便用戶端可以動態地創立EJB類Employee的實例。
　　JMS技術架構中的工廠方法模式
　　JMS定義了一套標準的API,讓爪哇語言程序能通過支持JMS標準的MOM(Message Oriented Middleware 面向消息的中間伺服器)來創立和交換消息(message)。我們來舉例看一看JMS(Java Messaging Service)技術架構是怎樣使用工廠方法模式的。
　　　爪哇語言工廠方法創立性模式介紹(下)（圖三）

　　圖8. 在JMS技術架構中, 工廠方法模式無處不在　
　　在上面的序列圖中,用戶端創立一個新的 Context 對象,以便利用 JNDI 伺服器尋找 Topic 和 ConnectionFactory 對象。在得到這個 ConnectionFactory 對象后, 就可以利用 Connection 創立 Session 的實例。有了 Session 的實例后，就可以利用 Session 創立 TopicPublisher的實例,并利用Session創立消息實例。
　　Properties prop = new Properties();
　　prop.put(Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY,
　　"com.sun.jndi.fscontext.RefFSContextFactory");
　　prop.put(Context.PROVIDER_URL, "file:C:/temp");
　　// 取到 JNDI context
　　Context ctx = new InitialContext(prop);
　　// 利用ctx 索取工廠類的實例
　　Topic topic = (Topic) ctx.lookup("myTopic");
　　TopicConnectionFactory tcf = (TopicConnectionFactory) ctx.lookup("myTCF");
　　// 利用工廠類創立Connection,這是典型的工廠模式
　　TopicConnection tCon = tcf.createTopicConnectoin();
　　// 利用Connection創立Session的實例,又是工廠模式
　　TopicSession tSess = tCon.createTopicSession(false,
　　Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);
　　// 利用Session創立ProdUCer的實例,又是工廠模式
　　TopicPublisher publisher = tSess.createPublisher(topic);
　　// 利用Session創立消息實例,又是工廠模式
　　TextMesage msg = tSess.createTextMessage("Hello from Jeff");
　　//發送消息
　　publisher.publish(msg);
　　代碼清單8.
　　JMS架構中,工廠模式被用于創立 Connection, Session, Producer 的實例。
　　問答題
　　第1題、在這一節和上一節的類圖中，我注重到Apple類的類圖與Strawberry類的類圖有一點點不同。在Apple類的類圖左上角有一個夾子樣的標識。請問這個標識代表什么意思。
　　第2題、在這一節的類圖4中，我注重到 ConcreteProduct 類只出現一次，但實現 Product 接口的類實際上可以有很多。這是否可以用在聯接 Product 和 ConcreteProduct 之間的線旁注上 1,2,... 表示呢? 記得我在UML圖中曾見過這種記號。
　　第3題、請問在本節的小花果園系統的源代碼清單4里,Broccoli 類實現兩個接口，VeggieIF 和 PlantIF。只有 PlantIF 才與工廠模式有關。為什么不把 VeggieIF 接口合并到 PlantIF 接口中去?
　　第4題、請問在工廠方法模式中，產品(Product) 何時應是抽象類，何時應是接口?
　　第5題、請問在工廠方法 (factory())中，為什么要使用 if 語句作過程性判定來決定創立哪一個產品類，而不使用多形性原則 (Polymorphsm) 來創立產品類?
　　問答題答案
　　第1題、Apple類有性質(property)，而Strawberry類沒有性質。
　　一個類的成員變量叫做屬性(attribute)。性質與屬性的區別在于性質是帶著一套取值丶賦值方法的屬性。一個類有了屬性，其類圖左上角就會有一只夾子。有些人認為，一個爪哇類有了屬性才能被稱做爪哇豆(Java Bean)。這只夾子就表示這個類是一只豆。
　　一個企業爪哇豆,或 EJB (Enterprise JavaBean) 的類圖左上角也會有一只夾子，夾子上面有一個E字以示與普通的爪哇豆的不同(請見下圖)。
　　爪哇語言工廠方法創立性模式介紹(下)（圖四）