深入浅出简单工厂模式及其在 Spring 框架中的应用

前言

在软件开发过程中，我们经常需要创建各种对象。如果直接在客户端代码中使用 new 关键字来实例化对象，不仅会导致代码耦合度高，还会使系统难以扩展和维护。简单工厂模式通过引入一个工厂类来负责创建对象，降低了客户端与具体类之间的耦合度，提高了代码的灵活性和可维护性。在这篇文章中，我们将详细讲解简单工厂模式，并展示它在 Spring 框架中的应用，特别是使用注解方式进行 Bean 的注入。

什么是简单工厂模式？

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）是一种创建型设计模式，通过一个工厂类，根据传入的参数，决定创建哪一种具体产品类的实例。虽然简单工厂模式不属于 GoF 的 23 种设计模式之一，但它在实际开发中非常常用。

动机

在开发过程中，我们常常需要根据不同的条件创建不同的对象。如果直接在代码中使用 new 关键字来实例化对象，会导致代码耦合度高且难以维护。简单工厂模式通过引入一个工厂类来负责创建对象，降低了客户端与具体类之间的耦合度。

结构

简单工厂模式的结构如下：

1. 产品（Product）：定义所有产品对象的公共接口。
2. 具体产品（ConcreteProduct）：实现产品接口的具体类。
3. 工厂（Factory）：根据输入参数，决定创建哪一个具体产品类的实例。

实现简单工厂模式

下面通过一个简单的例子来实现简单工厂模式。假设我们需要创建不同类型的图形对象，例如圆形（Circle）和矩形（Rectangle）。

产品接口

首先，定义一个产品接口 Shape，它包含一个 draw 方法。

// 产品接口
public interface Shape {
    void draw();
}

具体产品类

接下来，创建几种具体的产品类，分别实现 Shape 接口。

// 圆形
public class Circle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing Circle.");
    }
}

// 矩形
public class Rectangle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing Rectangle.");
    }
}

工厂类

然后，创建一个工厂类 ShapeFactory，它包含一个静态方法 createShape，根据传入的形状类型参数创建相应的产品对象。

// 工厂类
public class ShapeFactory {
    public static Shape createShape(String shapeType) {
        if (shapeType == null) {
            return null;
        }
        if (shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")) {
            return new Circle();
        } else if (shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")) {
            return new Rectangle();
        }
        return null;
    }
}

客户端代码

最后，在客户端代码中使用工厂类来创建产品对象，并调用其方法。

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Shape shape1 = ShapeFactory.createShape("CIRCLE");
        shape1.draw();
        
        Shape shape2 = ShapeFactory.createShape("RECTANGLE");
        shape2.draw();
    }
}

在 Spring 框架中的应用

在实际开发中，Spring 框架中的 BeanFactory 是简单工厂模式的一个典型应用。下面我们展示如何使用 Spring 的注解方式来实现 Bean 的注入。

定义 Bean 接口和实现类

首先，定义一个简单的 GreetingService 接口和其实现类 GreetingServiceImpl。

public interface GreetingService {
    void sayGreeting();
}

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class GreetingServiceImpl implements GreetingService {
    public void sayGreeting() {
        System.out.println("Hello, welcome to Spring!");
    }
}

配置 Spring

接着，在 Spring 配置类中启用组件扫描，确保 Spring 能够发现和注册我们的 GreetingServiceImpl Bean。

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = "com.example")
public class AppConfig {
}

使用 @Autowired 注入 Bean

最后，在客户端代码中使用 @Autowired 注解来注入 GreetingService Bean，并调用其方法。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class SpringApp {

    @Autowired
    private GreetingService greetingService;

    public void run() {
        greetingService.sayGreeting();
    }

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        SpringApp app = context.getBean(SpringApp.class);
        app.run();
    }
}

总结

简单工厂模式通过引入一个工厂类来创建对象，降低了客户端代码与具体类之间的耦合度，提高了代码的灵活性和可维护性。在电商系统中，我们可以使用简单工厂模式来创建不同类型的支付方式。在实际开发中，Spring 框架中的 BeanFactory 是简单工厂模式的一个典型应用，并且使用注解方式可以更方便地进行 Bean 的注入。

希望这篇文章能帮助你更好地理解简单工厂模式及其在 Spring 中的应用。如果你觉得这篇文章对你有帮助，请给我点个关注和赞！谢谢！