静态工厂方法[Z]

ava面向对象编程-静态工厂方法
Java面向对象编程- 静态工厂方法


创建类的实例的最常见的方式是用new语句调用类的构造方法。在这种情况下，程序可以创建类的任意多个实例，每执行一条new语句，都会导致Java虚拟机的堆区中产生一个新的对象。假如类需要进一步封装创建自身实例的细节，并且控制自身实例的数目，那么可以提供静态工厂方法。

例如Class实例是Java虚拟机在加载一个类时自动创建的，程序无法用new语句创建 java.lang.Class类的实例，因为Class类没有提供public类型的构造方法。为了使程序能获得代表某个类的Class实例，在 Class类中提供了静态工厂方法forName(String name)，它的使用方式如下：

Class c=Class.forName("Sample"); //返回代表Sample类的实例

静态工厂方法与用new语句调用的构造方法相比，有以下区别。

（1）构造方法的名字必须与类名相同。这一特性的优点是符合Java语言的规范，缺点是类的所有重载的构造方法的名字都相同，不能从名字上区分每个重载方法，容易引起混淆。

静态工厂方法的方法名可以是任意的，这一特性的优点是可以提高程序代码的可读性，在方法名中能体现与实例有关的信息。例如例程11-5的Gender类有两个静态工厂方法：getFemale()和getMale()。

例程11-5 Gender.java

public class Gender{

private String description;

private static final Gender female=new Gender("女");

private static final Gender male=new Gender("男");


private Gender(String description){this.description=description;}


public static Gender getFemale(){

return female;

}


public static Gender getMale(){

return male;

}

public String getDescription(){return description;}

}

这一特性的缺点是与其他的静态方法没有明显的区别，使用户难以识别类中到底哪些静态方法专门负责返回类的实例。为了减少这一缺点带来的负面影响，可以在为静态工厂方法命名时尽量遵守约定俗成的规范，当然这不是必需的。目前比较流行的规范是把静态工厂方法命名为 valueOf或者getInstance。

l valueOf：该方法返回的实例与它的参数具有同样的值，例如：

Integer a=Integer.valueOf(100); //返回取值为100的Integer对象

从上面代码可以看出，valueOf()方法能执行类型转换操作，在本例中，把int类型的基本数据转换为Integer对象。

l getInstance：返回的实例与参数匹配，例如：

//返回符合中国标准的日历

Calendar cal=Calendar.getInstance(Locale.CHINA);

（2）每次执行 new语句时，都会创建一个新的对象。而静态工厂方法每次被调用的时候，是否会创建一个新的对象完全取决于方法的实现。

（3）new语句只能创建当前类的实例，而静态工厂方法可以返回当前类的子类的实例，这一特性可以在创建松耦合的系统接口时发挥作用，参见本章11.3.5节（松耦合的系统接口）。

静态工厂方法最主要的特点是：每次被调用的时候，不一定要创建一个新的对象。利用这一特点，静态工厂方法可用来创建以下类的实例。

l 单例类：只有惟一的实例的类。

l 枚举类：实例的数量有限的类。

l 具有实例缓存的类：能把已经创建的实例暂且存放在缓存中的类。

l 具有实例缓存的不可变类：不可变类的实例一旦创建，其属性值就不会被改变。

在下面几节，将结合具体的例子，介绍静态工厂方法的用途。

11.3.1 单例（singleton）类
单例类是指仅有一个实例的类。在系统中具有惟一性的组件可作为单例类，这种类的实例通常会占用较多的内存，或者实例的初始化过程比较冗长，因此随意创建这些类的实例会影响系统的性能。


Tips

熟悉Struts和 Hibernate软件的读者会发现，Struts框架的ActionServlet类就是单例类，此外，Hibernate的 SessionFactory和Configuration类也是单例类。


例程11-6的GlobalConfig类就是个单例类，它用来存放软件系统的配置信息。这些配置信息本来存放在配置文件中，在GlobalConfig类的构造方法中会从配置文件中读取配置信息，并把它存放在properties属性中。

例程11-6 GlobalConfig.java

import java.io.InputStream;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.IOException;

import java.util.Properties;


public class GlobalConfig {

private static final GlobalConfig INSTANCE=new GlobalConfig();

private Properties properties = new Properies();

private GlobalConfig(){

try{

//加载配置信息

InputStream in=getClass().getResourceAsStream("myapp.properties");

properties.load(in);

in.close();

}catch(IOException e){throw new RuntimeException("加载配置信息失败");}

}

public static GlobalConfig getInstance(){ //静态工厂方法

return INSTANCE;

}

public Properties getProperties() {

return properties;

}

}

实现单例类有两种方式：

（1）把构造方法定义为private类型，提供public static final类型的静态变量，该变量引用类的惟一的实例，例如：

public class GlobalConfig {

public static final GlobalConfig INSTANCE =new GlobalConfig();

private GlobalConfig() {…}

…

}

这种方式的优点是实现起来比较简捷，而且类的成员声明清楚地表明该类是单例类。

（2）把构造方法定义为private类型，提供public static类型的静态工厂方法，例如：

public class GlobalConfig {

private static final GlobalConfig INSTANCE =new GlobalConfig();

private GlobalConfig() {…

}

public static GlobalConfig getInstance(){return INSTANCE;}

…

}

这种方式的优点是可以更灵活地决定如何创建类的实例，在不改变GlobalConfig类的接口的前提下，可以修改静态工厂方法getInstance() 的实现方式，比如把单例类改为针对每个线程分配一个实例，参见例程11-7。

例程11-7 GlobalConfig.java

package uselocal;

public class GlobalConfig {

private static final ThreadLocal<GlobalConfig> threadConfig=

new ThreadLocal<GlobalConfig>();

private Properties properties = null;

private GlobalConfig(){…}


public static GlobalConfig getInstance(){

GlobalConfig config=threadConfig.get();

if(config==null){

config=new GlobalConfig();

threadConfig.set(config);

}

return config;

}

public Properties getProperties() {return properties; }

}

以上程序用到了ThreadLocal类，关于它的用法参见第13章的13.14节（ThreadLocal类）。