工厂方法模式（Factory method）实现-Spring AOP 编程思想(下)

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工厂方法模式（Factory Method）实现

在《Spring AOP 编程思想(下)》一书中，深入探讨Spring框架的高级特性及其背后的设计模式是不可或缺的章节。本章将聚焦于“工厂方法模式”（Factory Method Pattern）的实现与应用，该模式作为创建型设计模式的一种，旨在定义一个用于创建对象的接口，但让子类决定要实例化的类是哪一个。这种模式在Spring框架中得到了广泛的应用，特别是在Bean的创建和管理上，展现了其灵活性和解耦的优势。

一、工厂方法模式概述

1.1 定义与原理

工厂方法模式是一种创建型设计模式，其核心在于定义一个创建对象的接口，但让子类决定实例化哪一个类。工厂方法让类的实例化推迟到子类中进行。这样，一个类的实例化就不会在编译时就确定下来，而是由运行时决定，从而实现了类的解耦和灵活配置。

1.2 结构分析

Product（产品类）：定义了产品的接口，是工厂方法模式所创建的对象的超类型，也就是产品对象的共同接口。
ConcreteProduct（具体产品类）：实现了Product接口的具体类，被创建的对象，是此模式的核心。
Creator（创建者类）：声明了工厂方法，该方法返回一个Product类型的对象。Creator也可以定义一个工厂方法的默认实现，用于创建Product类型对象的默认版本。
ConcreteCreator（具体创建者类）：实现Creator接口，并具体实现工厂方法，返回一个ConcreteProduct实例。

1.3 优点与缺点

优点：
- 用户只需要知道具体创建者的类名，就可以创建出所需的产品对象，而无须知道这些产品类是如何被创建、如何组织的。
- 有利于产品族的扩展。增加一个新的产品类，只需要增加一个具体的产品类和对应的具体创建者类，原有系统无须做任何修改，符合开闭原则。
- 提高了系统的灵活性和可扩展性。
缺点：
- 在类的层次结构中增加了复杂性，因为需要增加抽象层和接口层。
- 增加了系统的抽象性和理解难度。

二、Spring中的工厂方法模式

在Spring框架中，工厂方法模式的应用主要体现在Bean的创建和管理上，尤其是通过FactoryBean接口和@Bean注解来实现。

2.1 FactoryBean接口

FactoryBean是Spring提供的一个高级接口，允许用户自定义Bean的创建逻辑。当一个Bean实现了FactoryBean接口时，Spring容器不会直接返回该Bean的实例，而是返回该Bean的getObject()方法的返回值作为实际的Bean。

public interface FactoryBean<T> {
    T getObject() throws Exception;
    Class<?> getObjectType();
    boolean isSingleton();
}

getObject(): 返回由FactoryBean创建的Bean实例。
getObjectType(): 返回FactoryBean创建的Bean的类型。
isSingleton(): 返回FactoryBean创建的Bean是否为单例。

使用FactoryBean可以灵活地控制Bean的创建过程，实现复杂的依赖关系和初始化逻辑。

2.2 @Bean注解

在Spring的Java配置中，@Bean注解提供了一种声明Bean的方法，允许在配置类中直接定义Bean的创建逻辑。这实际上也是工厂方法模式的一种应用，因为配置类扮演了创建者的角色，而@Bean注解标记的方法则相当于工厂方法。

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public MyBean myBean() {
        return new MyBean();
    }
}

在上面的例子中，AppConfig类是一个配置类，它使用@Configuration注解标记。myBean()方法通过@Bean注解被声明为一个Bean的工厂方法，Spring容器在启动时会自动调用这个方法并注册返回的MyBean实例作为Bean。

三、工厂方法模式在Spring AOP中的应用

虽然工厂方法模式本身并不直接关联于AOP（面向切面编程），但Spring AOP的实现机制，特别是关于Advice（通知）、Pointcut（切入点）和Advisor（顾问）的创建和管理，都隐含了工厂方法模式的思想。

在Spring AOP中，AspectJAutoProxyCreator是一个关键的Bean后处理器（BeanPostProcessor），它负责为符合条件的Bean创建代理对象。这个过程可以看作是工厂方法模式的一个应用实例：

Product（产品类）：在这里，可以看作是目标对象（即需要被增强的Bean）。
ConcreteProduct（具体产品类）：目标对象的具体实现。
Creator（创建者类）：AspectJAutoProxyCreator作为创建者，定义了如何为目标对象创建代理对象的接口（即BeanPostProcessor接口）。
ConcreteCreator（具体创建者类）：虽然AspectJAutoProxyCreator本身已经足够具体，但我们可以将其看作是一个具体的创建者类，它根据目标对象的配置和切面的定义，动态地创建代理对象。

在这个过程中，AspectJAutoProxyCreator通过检查目标对象的配置和切面的定义，决定是否需要为目标对象创建代理，以及如何创建代理（例如，JDK动态代理或CGLIB代理）。这种动态决策和创建过程正是工厂方法模式所倡导的。

四、实践案例：自定义FactoryBean

为了更深入地理解工厂方法模式在Spring中的应用，我们可以实现一个简单的FactoryBean来创建特定的Bean实例。

public class MyFactoryBean implements FactoryBean<MyProduct> {
    @Override
    public MyProduct getObject() throws Exception {
        // 复杂的创建逻辑，如读取配置文件、进行依赖注入等
        return new MyProductImpl();
    }
    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return MyProduct.class;
    }
    @Override
    public boolean isSingleton() {
        // 根据实际情况返回是否为单例
        return true;
    }
}
// 配置文件或Java配置类中使用
@Bean
public FactoryBean<MyProduct> myProductFactoryBean() {
    return new MyFactoryBean();
}
// 或者直接使用@Bean注解自动推断类型（需要Spring 4.3及以上版本）
@Bean
public MyProduct myProduct() {
    return new MyFactoryBean().getObject(); // 注意：这里通常不推荐直接调用getObject()，仅作为示例
}
// 更推荐的方式是让Spring管理FactoryBean，并通过FactoryBean的ID来获取Bean

在上面的例子中，我们定义了一个MyFactoryBean类来实现FactoryBean接口，用于创建MyProduct类型的Bean。然后，在配置类中，我们可以选择将MyFactoryBean本身注册为Bean，或者通过@Bean注解直接返回MyProduct实例（但这种方式通常不是FactoryBean的典型用法）。

五、总结

工厂方法模式在Spring框架中得到了广泛的应用，特别是在Bean的创建和管理上。通过FactoryBean接口和@Bean注解，Spring提供了灵活且强大的Bean创建机制，使得开发者可以轻松地控制Bean的创建过程，实现复杂的依赖关系和初始化逻辑。同时，Spring AOP的实现机制也隐含了工厂方法模式的思想，通过动态代理技术为目标对象创建代理对象，实现面向切面的编程。理解并掌握工厂方法模式在Spring中的应用，对于深入理解Spring框架的底层原理和提高Spring应用的开发效率具有重要意义。