Java面向?qū)ο缶幊?靜態(tài)工廠方法 


Java面向?qū)ο缶幊? 靜態(tài)工廠方法


創(chuàng)建類的實例的最常見的方式是用new語句調(diào)用類的構(gòu)造方法。在這種情況下，程序可以創(chuàng)建類的任意多個實例，每執(zhí)行一條new語句，都會導(dǎo)致Java虛擬機的堆區(qū)中產(chǎn)生一個新的對象。假如類需要進一步封裝創(chuàng)建自身實例的細(xì)節(jié)，并且控制自身實例的數(shù)目，那么可以提供靜態(tài)工廠方法。

例如Class實例是Java虛擬機在加載一個類時自動創(chuàng)建的，程序無法用new語句創(chuàng)建 java.lang.Class類的實例，因為Class類沒有提供public類型的構(gòu)造方法。為了使程序能獲得代表某個類的Class實例，在 Class類中提供了靜態(tài)工廠方法forName(String name)，它的使用方式如下：

Class c=Class.forName("Sample"); //返回代表Sample類的實例

靜態(tài)工廠方法與用new語句調(diào)用的構(gòu)造方法相比，有以下區(qū)別。

（1）構(gòu)造方法的名字必須與類名相同。這一特性的優(yōu)點是符合Java語言的規(guī)范，缺點是類的所有重載的構(gòu)造方法的名字都相同，不能從名字上區(qū)分每個重載方法，容易引起混淆。

靜態(tài)工廠方法的方法名可以是任意的，這一特性的優(yōu)點是可以提高程序代碼的可讀性，在方法名中能體現(xiàn)與實例有關(guān)的信息。例如例程11-5的Gender類有兩個靜態(tài)工廠方法：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;}

}

這一特性的缺點是與其他的靜態(tài)方法沒有明顯的區(qū)別，使用戶難以識別類中到底哪些靜態(tài)方法專門負(fù)責(zé)返回類的實例。為了減少這一缺點帶來的負(fù)面影響，可以在為靜態(tài)工廠方法命名時盡量遵守約定俗成的規(guī)范，當(dāng)然這不是必需的。目前比較流行的規(guī)范是把靜態(tài)工廠方法命名為 valueOf或者getInstance。

l valueOf：該方法返回的實例與它的參數(shù)具有同樣的值，例如：

Integer a=Integer.valueOf(100); //返回取值為100的Integer對象

從上面代碼可以看出，valueOf()方法能執(zhí)行類型轉(zhuǎn)換操作，在本例中，把int類型的基本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Integer對象。

l getInstance：返回的實例與參數(shù)匹配，例如：

//返回符合中國標(biāo)準(zhǔn)的日歷

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

（2）每次執(zhí)行new語句時，都會創(chuàng)建一個新的對象。而靜態(tài)工廠方法每次被調(diào)用的時候，是否會創(chuàng)建一個新的對象完全取決于方法的實現(xiàn)。

（3）new語句只能創(chuàng)建當(dāng)前類的實例，而靜態(tài)工廠方法可以返回當(dāng)前類的子類的實例，這一特性可以在創(chuàng)建松耦合的系統(tǒng)接口時發(fā)揮作用，參見本章11.3.5節(jié)（松耦合的系統(tǒng)接口）。

靜態(tài)工廠方法最主要的特點是：每次被調(diào)用的時候，不一定要創(chuàng)建一個新的對象。利用這一特點，靜態(tài)工廠方法可用來創(chuàng)建以下類的實例。

l 單例類：只有惟一的實例的類。

l 枚舉類：實例的數(shù)量有限的類。

l 具有實例緩存的類：能把已經(jīng)創(chuàng)建的實例暫且存放在緩存中的類。

l 具有實例緩存的不可變類：不可變類的實例一旦創(chuàng)建，其屬性值就不會被改變。

在下面幾節(jié)，將結(jié)合具體的例子，介紹靜態(tài)工廠方法的用途。

11.3.1 單例（singleton）類
單例類是指僅有一個實例的類。在系統(tǒng)中具有惟一性的組件可作為單例類，這種類的實例通常會占用較多的內(nèi)存，或者實例的初始化過程比較冗長，因此隨意創(chuàng)建這些類的實例會影響系統(tǒng)的性能。


Tips

熟悉Struts和Hibernate軟件的讀者會發(fā)現(xiàn)，Struts框架的ActionServlet類就是單例類，此外，Hibernate的SessionFactory和Configuration類也是單例類。



例程11-6的GlobalConfig類就是個單例類，它用來存放軟件系統(tǒng)的配置信息。這些配置信息本來存放在配置文件中，在GlobalConfig類的構(gòu)造方法中會從配置文件中讀取配置信息，并把它存放在properties屬性中。

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{

//加載配置信息

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

properties.load(in);

in.close();

}catch(IOException e){throw new RuntimeException("加載配置信息失敗");}

}

public static GlobalConfig getInstance(){ //靜態(tài)工廠方法

return INSTANCE;

}

public Properties getProperties() {

return properties;

}

}

實現(xiàn)單例類有兩種方式：

（1）把構(gòu)造方法定義為private類型，提供public static final類型的靜態(tài)變量，該變量引用類的惟一的實例，例如：

public class GlobalConfig {

public static final GlobalConfig INSTANCE =new GlobalConfig();

private GlobalConfig() {…}

…

} 

這種方式的優(yōu)點是實現(xiàn)起來比較簡捷，而且類的成員聲明清楚地表明該類是單例類。

（2）把構(gòu)造方法定義為private類型，提供public static類型的靜態(tài)工廠方法，例如：

public class GlobalConfig {

private static final GlobalConfig INSTANCE =new GlobalConfig();

private GlobalConfig() {…

}

public static GlobalConfig getInstance(){return INSTANCE;}

…

}

這種方式的優(yōu)點是可以更靈活地決定如何創(chuàng)建類的實例，在不改變GlobalConfig類的接口的前提下，可以修改靜態(tài)工廠方法getInstance()的實現(xiàn)方式，比如把單例類改為針對每個線程分配一個實例，參見例程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類，關(guān)于它的用法參見第13章的13.14節(jié)（ThreadLocal類）。