È un modello di progettazione creativa che parla della creazione di un oggetto. Il modello di progettazione di fabbrica dice di definire un'interfaccia (un'interfaccia Java o una classe astratta) per creare l'oggetto e lasciare che le sottoclassi decidano quale classe istanziare.
Argomenti importanti per il modello di progettazione del metodo Factory in Java
- Cos'è il modello di progettazione del metodo Factory in Java?
- Quando utilizzare Factory Method Design Pattern in Java?
- Componenti chiave del modello di progettazione del metodo Factory
- Esempio di modello di progettazione del metodo Factory in Java
- Casi d'uso del modello di progettazione del metodo Factory in Java
- Vantaggi del modello di progettazione del metodo Factory in Java
- Svantaggi del modello di progettazione del metodo Factory in Java
Cos'è il modello di progettazione del metodo Factory in Java?
Factory Method Design Pattern definisce un'interfaccia per la creazione di un oggetto, ma lascia che sia la sottoclasse a decidere quale classe istanziare. Il metodo Factory consente a una classe di rinviare la creazione di un'istanza alla sottoclasse.
Di seguito è riportata la spiegazione dell'immagine sopra:
- Il metodo factory nell'interfaccia consente a una classe di rinviare l'istanziazione a una o più sottoclassi concrete.
- Poiché questi modelli di progettazione parlano dell'istanziazione di un oggetto, rientrano nella categoria dei modelli di progettazione creazionali.
- Se notiamo il nome Metodo di fabbrica , ciò significa che esiste un metodo che è una fabbrica e, in generale, le fabbriche sono coinvolte con cose creative e qui con questo viene creato un oggetto.
- È uno dei modi migliori per creare un oggetto in cui la logica di creazione dell'oggetto è nascosta al client. Ora diamo un’occhiata all’implementazione.
Quando utilizzare Factory Method Design Pattern in Java?
Il modello di progettazione del metodo Factory può essere utilizzato in Java nei seguenti casi:
contatti bloccati
- Una classe non può prevedere il tipo di oggetti che deve creare.
- Una classe vuole che le sue sottoclassi specifichino gli oggetti che crea.
- Le classi delegano la responsabilità a una delle molteplici sottoclassi helper e l'obiettivo è mantenere le informazioni su quale sottoclasse helper è delegata all'interno di un ambito o posizione specifici.
Componenti chiave del modello di progettazione del metodo Factory
Prodotto
- È una classe o interfaccia astratta che definisce le operazioni comuni per gli oggetti che la factory creerà.
- I Concrete Products sono le vere e proprie classi che implementano l'interfaccia Product, ciascuna rappresentante una specifica tipologia di oggetto da creare.
Creatore
- È una classe o interfaccia astratta che dichiara il metodo factory.
- Questo metodo è responsabile della creazione degli oggetti Product, ma delega la creazione effettiva alle sottoclassi.
Creatori concreti
- Queste sono sottoclassi del Creatore che implementano il metodo factory.
- Decidono quale prodotto concreto specifico creare, spesso in base a parametri di input o configurazione.
Metodo di fabbrica
- È un metodo definito nella classe Creator responsabile della creazione di oggetti Product.
- Di solito viene dichiarato astratto nel Creatore e implementato nei Creatori Concreti.
Esempio di modello di progettazione del metodo Factory in Java
Dichiarazione problema
Stai sviluppando un sistema software per una piattaforma di e-commerce che tratta varie tipologie di prodotti. Ogni categoria di prodotto (ad esempio, elettronica, abbigliamento, libri) richiede una gestione specifica durante la creazione. Tuttavia, è necessario separare il codice cliente dalla logica concreta di creazione del prodotto per migliorare la flessibilità e la manutenibilità. Inoltre, desideri consentire una facile estensione aggiungendo nuovi tipi di prodotto in futuro senza modificare il codice esistente.
Soluzione utilizzando la classe astratta
Il problema di cui sopra può essere risolto utilizzando il Factory Method Design Pattern:
Giava
pila Java
// Abstract Product Class> abstract> class> Product {> >public> abstract> void> display();> }> // Concrete Products> class> ConcreteProductA>extends> Product {> >@Override> >public> void> display() {> >System.out.println(>'This is Concrete Product A.'>);> >}> }> class> ConcreteProductB>extends> Product {> >@Override> >public> void> display() {> >System.out.println(>'This is Concrete Product B.'>);> >}> }> // Creator Abstract Class> abstract> class> Creator {> >public> abstract> Product factoryMethod();> }> // Concrete Creators> class> ConcreteCreatorA>extends> Creator {> >@Override> >public> Product factoryMethod() {> >return> new> ConcreteProductA();> >}> }> class> ConcreteCreatorB>extends> Creator {> >@Override> >public> Product factoryMethod() {> >return> new> ConcreteProductB();> >}> }> // Client Code> public> class> FactoryMethodExample {> >public> static> void> main(String[] args) {> >Creator creatorA =>new> ConcreteCreatorA();> >Product productA = creatorA.factoryMethod();> >productA.display();> >Creator creatorB =>new> ConcreteCreatorB();> >Product productB = creatorB.factoryMethod();> >productB.display();> >}> }> |
>
>Produzione
This is Concrete Product A. This is Concrete Product B.>
Soluzione utilizzando l'interfaccia
Il problema di cui sopra può essere risolto utilizzando il Factory Method Design Pattern:
Giava
// Product Interface> interface> Product {> >void> display();> }> // Concrete Products> class> ConcreteProductA>implements> Product {> >@Override> >public> void> display() {> >System.out.println(>'This is Concrete Product A.'>);> >}> }> class> ConcreteProductB>implements> Product {> >@Override> >public> void> display() {> >System.out.println(>'This is Concrete Product B.'>);> >}> }> // Factory Interface> interface> Factory {> >Product factoryMethod();> }> // Concrete Factories> class> ConcreteFactoryA>implements> Factory {> >@Override> >public> Product factoryMethod() {> >return> new> ConcreteProductA();> >}> }> class> ConcreteFactoryB>implements> Factory {> >@Override> >public> Product factoryMethod() {> >return> new> ConcreteProductB();> >}> }> // Client Code> public> class> FactoryMethodExample {> >public> static> void> main(String[] args) {> >Factory factoryA =>new> ConcreteFactoryA();> >Product productA = factoryA.factoryMethod();> >productA.display();> >Factory factoryB =>new> ConcreteFactoryB();> >Product productB = factoryB.factoryMethod();> >productB.display();> >}> }> |
>
>Produzione
This is Concrete Product A. This is Concrete Product B.>
Casi d'uso del modello di progettazione del metodo Factory in Java
Ecco alcune applicazioni comuni del modello Factory Method Design in Java:
- Strutture creazionali:
- JDBC (Java Database Connectivity) utilizza ampiamente le factory per creare connessioni, istruzioni e set di risultati. I framework di inserimento delle dipendenze come Spring e Guice fanno molto affidamento sulle fabbriche per creare e gestire i bean.
- Kit di strumenti GUI:
- Swing e JavaFX utilizzano le factory per creare componenti dell'interfaccia utente come pulsanti, campi di testo ed etichette, consentendo personalizzazione e flessibilità nella progettazione dell'interfaccia utente.
- Framework di registrazione:
- I framework di registrazione come Log4j e Logback utilizzano fabbriche per creare logger con diverse configurazioni, consentendo il controllo sui livelli di registrazione e sulle destinazioni di output.
- Serializzazione e deserializzazione:
- I framework di serializzazione degli oggetti spesso utilizzano factory per creare oggetti da dati serializzati, supportando diversi formati di serializzazione e versioni.
- Sistemi di plugin:
- I sistemi basati su plugin spesso utilizzano factory per caricare e creare istanze di plugin in modo dinamico, consentendo estensibilità e personalizzazione.
- Sviluppo del gioco:
- I motori di gioco utilizzano spesso le fabbriche per creare diversi tipi di oggetti, personaggi e livelli di gioco, promuovendo l'organizzazione e la flessibilità del codice.
- Sviluppo web:
- I framework web a volte utilizzano factory per creare componenti di visualizzazione, controller e servizi, consentendo modularità e testabilità nelle applicazioni web.
Vantaggi del modello di progettazione del metodo Factory in Java
I vantaggi del Factory Method Design Pattern in Java sono:
- Disaccoppiamento: Separa la logica di creazione degli oggetti dal codice client che utilizza tali oggetti. Ciò rende il codice più flessibile e gestibile perché le modifiche al processo di creazione non richiedono modifiche al codice client.
- Estensibilità: È facile introdurre nuovi tipi di prodotto senza modificare il codice cliente. Devi semplicemente creare una nuova sottoclasse Concrete Creator e implementare il metodo factory per produrre il nuovo prodotto.
- Testabilità: Semplifica i test unitari consentendoti di simulare o bloccare la creazione del prodotto durante i test. È possibile testare separatamente implementazioni di prodotti diversi senza fare affidamento sulla creazione effettiva dell'oggetto.
- Riutilizzabilità del codice: Il metodo factory può essere riutilizzato in diverse parti dell'applicazione in cui è necessaria la creazione di oggetti. Ciò promuove la centralizzazione e il riutilizzo della logica di creazione degli oggetti.
- Incapsulamento: Nasconde le classi di prodotto concrete dal codice client, rendendo il codice meno dipendente da implementazioni specifiche. Ciò migliora la manutenibilità e riduce l'accoppiamento.
Svantaggi del modello di progettazione del metodo Factory in Java
Gli svantaggi del Factory Method Design Pattern in Java sono:
ordinamento della selezione
- Maggiore complessità: Introduce classi e interfacce aggiuntive, aggiungendo un livello di astrazione che può rendere il codice più complesso da comprendere e mantenere, soprattutto per chi non ha familiarità con il pattern.
- In testa: L'uso del polimorfismo e del legame dinamico può avere un leggero impatto sulle prestazioni, sebbene questo sia spesso trascurabile nella maggior parte delle applicazioni.
- Stretto accoppiamento all’interno delle gerarchie di prodotti: I Creatori di Calcestruzzo sono ancora strettamente legati ai loro corrispondenti Prodotti di Calcestruzzo. Le modifiche all'uno spesso richiedono modifiche all'altro.
- Dipendenza dalle sottoclassi di calcestruzzo: Il codice client dipende ancora dalla classe astratta Creator, richiedendo la conoscenza delle sue sottoclassi concrete per effettuare chiamate corrette al metodo factory.
- Potenziale di uso eccessivo: È importante utilizzare con giudizio il modello Factory Method per evitare di sovraccaricare l'applicazione. La creazione semplice di oggetti può spesso essere gestita direttamente senza la necessità di una factory.
- Sfide di test: Testare la logica stessa della fabbrica può essere più complesso.
Conclusione
Finora abbiamo imparato cos'è il modello di progettazione del metodo Factory e come implementarlo. Credo che ora abbiamo una buona comprensione del vantaggio di questo meccanismo di progettazione. I metodi factory pervadono toolkit e framework. L'esempio del documento precedente è un utilizzo tipico in MacApp ed ET++.
Ulteriori letture : Tutorial sui modelli di progettazione Java