工厂模式、控制反转及依赖注入

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。

（编辑：李大同）

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