一、前言

代碼一把梭，兄弟來背鍋。

大部分做開發(fā)的小伙伴初心都希望把代碼寫好，除了把編程當作工作以外他們還是具備工匠精神的從業(yè)者。但很多時候又很難讓你把初心堅持下去，就像；接了個爛手的項目、產(chǎn)品功能要的急、個人能力不足，等等原因?qū)е鹿こ檀a臃腫不堪，線上頻出事故，最終離職走人。

看了很多書、學了很多知識，多線程能玩出花，可最后我還是寫不好代碼！

這就有點像家里裝修完了買物件，我?guī)资f的實木沙發(fā)，怎么放這里就不好看。同樣代碼寫的不好并不一定是基礎技術不足，也不一定是產(chǎn)品要得急 怎么實現(xiàn)我不管明天上線。而很多時候是我們對編碼的經(jīng)驗的不足和對架構(gòu)的把控能力不到位，我相信產(chǎn)品的第一個需求往往都不復雜，甚至所見所得。但如果你不考慮后續(xù)的是否會拓展，將來會在哪些模塊繼續(xù)添加功能，那么后續(xù)的代碼就會隨著你種下的第一顆惡性的種子開始蔓延。

學習設計模式的心得有哪些，怎么學才會用！

設計模式書籍，有點像考駕駛證的科一、家里裝修時的手冊、或者單身狗的戀愛寶典。但！你只要不實操，一定能搞的亂碼七糟。因為這些指導思想都是從實際經(jīng)驗中提煉的，沒有經(jīng)過提煉的小白，很難駕馭這樣的知識。所以在學習的過程中首先要有案例，之后再結(jié)合案例與自己實際的業(yè)務，嘗試重構(gòu)改造，慢慢體會其中的感受，從而也就學會了如果搭建出優(yōu)秀的代碼。

二、開發(fā)環(huán)境

JDK 1.8

Idea + Maven

三、抽象工廠模式介紹

抽象工廠模式與工廠方法模式雖然主要意圖都是為了解決，接口選擇問題。但在實現(xiàn)上，抽象工廠是一個中心工廠，創(chuàng)建其他工廠的模式。

可能在平常的業(yè)務開發(fā)中很少關注這樣的設計模式或者類似的代碼結(jié)構(gòu)，但是這種場景確一直在我們身邊，例如；

1.不同系統(tǒng)內(nèi)的回車換行

• Unix系統(tǒng)里，每行結(jié)尾只有 <換行>，即 \n；
• Windows系統(tǒng)里面，每行結(jié)尾是 <換行><回車>，即 \n\r；
• Mac系統(tǒng)里，每行結(jié)尾是 <回車>

2.IDEA 開發(fā)工具的差異展示(Win\Mac)

除了這樣顯而易見的例子外，我們的業(yè)務開發(fā)中時常也會遇到類似的問題，需要兼容做處理但大部分經(jīng)驗不足的開發(fā)人員，常常直接通過添加ifelse方式進行處理了。

四、案例場景模擬

很多時候初期業(yè)務的蠻荒發(fā)展，也會牽動著研發(fā)對系統(tǒng)的建設。

預估QPS較低、系統(tǒng)壓力較小、并發(fā)訪問不大、近一年沒有大動作等等，在考慮時間投入成本的前提前，并不會投入特別多的人力去構(gòu)建非常完善的系統(tǒng)。就像對 Redis 的使用，往往可能只要是單機的就可以滿足現(xiàn)狀。

不吹牛的講百度首頁我上學時候一天就能寫完，等畢業(yè)工作了就算給我一年都完成不了！

但隨著業(yè)務超過預期的快速發(fā)展，系統(tǒng)的負載能力也要隨著跟上。原有的單機 Redis 已經(jīng)滿足不了系統(tǒng)需求。這時候就需要更換為更為健壯的Redis集群服務，雖然需要修改但是不能影響目前系統(tǒng)的運行，還要平滑過渡過去。

隨著這次的升級，可以預見的問題會有；

• 很多服務用到了Redis需要一起升級到集群。
• 需要兼容集群A和集群B，便于后續(xù)的災備。
• 兩套集群提供的接口和方法各有差異，需要做適配。
• 不能影響到目前正常運行的系統(tǒng)。

4.1、場景模擬工程

itstack-demo-design-2-00

└── src

    └── main

        └── java

            └── org.itstack.demo.design

                ├── matter

                │   ├── EGM.java

                │   └── IIR.java

                └── RedisUtils.java

4.2、場景簡述

4.2.1、模擬單機服務 RedisUtils

• 模擬Redis功能，也就是假定目前所有的系統(tǒng)都在使用的服務
• 類和方法名次都固定寫死到各個業(yè)務系統(tǒng)中，改動略微麻煩

4.2.2、模擬集群 EGM

模擬一個集群服務，但是方法名與各業(yè)務系統(tǒng)中使用的方法名不同。有點像你mac，我用win。做一樣的事，但有不同的操作。

4.2.3、模擬集群 IIR

這是另外一套集群服務，有時候在企業(yè)開發(fā)中就很有可能出現(xiàn)兩套服務，這里我們也是為了做模擬案例，所以添加兩套實現(xiàn)同樣功能的不同服務，來學習抽象工廠模式。

綜上可以看到，我們目前的系統(tǒng)中已經(jīng)在大量的使用redis服務，但是因為系統(tǒng)不能滿足業(yè)務的快速發(fā)展，因此需要遷移到集群服務中。而這時有兩套集群服務需要兼容使用，又要滿足所有的業(yè)務系統(tǒng)改造的同時不影響線上使用。

4.3、單集群代碼使用

以下是案例模擬中原有的單集群Redis使用方式，后續(xù)會通過對這里的代碼進行改造。

4.3.1、定義使用接口

public interface CacheService {

    String get(final String key);

    void set(String key, String value);

    void set(String key, String value, long timeout, TimeUnit timeUnit);

    void del(String key);

}

4.3.2、實現(xiàn)調(diào)用代碼

public class CacheServiceImpl implements CacheService {

    private RedisUtils redisUtils = new RedisUtils();

    public String get(String key) {
        return redisUtils.get(key);
    }

    public void set(String key, String value) {
        redisUtils.set(key, value);
    }

    public void set(String key, String value, long timeout, TimeUnit timeUnit) {
        redisUtils.set(key, value, timeout, timeUnit);
    }

    public void del(String key) {
        redisUtils.del(key);
    }

}

目前的代碼對于當前場景下的使用沒有什么問題，也比較簡單。但是所有的業(yè)務系統(tǒng)都在使用同時，需要改造就不那么容易了。這里可以思考下，看如何改造才是合理的。

五、代碼實現(xiàn)

講道理沒有ifelse解決不了的邏輯，不行就在加一行！

此時的實現(xiàn)方式并不會修改類結(jié)構(gòu)圖，也就是與上面給出的類層級關系一致。通過在接口中添加類型字段區(qū)分當前使用的是哪個集群，來作為使用的判斷。可以說目前的方式非常難用，其他使用方改動頗多，這里只是做為例子。

5.1、工程結(jié)構(gòu)

itstack-demo-design-2-01

└── src

    └── main

        └── java

            └── org.itstack.demo.design

                ├── impl

                │   └── CacheServiceImpl.java

                └── CacheService.java

此時的只有兩個類，類結(jié)構(gòu)非常簡單。而我們需要的補充擴展功能也只是在 CacheServiceImpl 中實現(xiàn)。

5.2、ifelse實現(xiàn)需求

public class CacheServiceImpl implements CacheService {

    private RedisUtils redisUtils = new RedisUtils();

    private EGM egm = new EGM();

    private IIR iir = new IIR();

    public String get(String key, int redisType) {

        if (1 == redisType) {
            return egm.gain(key);
        }

        if (2 == redisType) {
            return iir.get(key);
        }

        return redisUtils.get(key);
    }

    public void set(String key, String value, int redisType) {

        if (1 == redisType) {
            egm.set(key, value);
            return;
        }

        if (2 == redisType) {
            iir.set(key, value);
            return;
        }

        redisUtils.set(key, value);
    }


}

• 這里的實現(xiàn)過程非常簡單，主要根據(jù)類型判斷是哪個Redis集群。
• 雖然實現(xiàn)是簡單了，但是對使用者來說就麻煩了，并且也很難應對后期的拓展和不停的維護。

5.3、測試驗證

接下來我們通過junit單元測試的方式驗證接口服務，強調(diào)日常編寫好單測可以更好的提高系統(tǒng)的健壯度。

編寫測試類：

@Test
public void test_CacheService() {
    CacheService cacheService = new CacheServiceImpl();
    cacheService.set("user_name_01", "小傅哥", 1);
    String val01 = cacheService.get("user_name_01",1);
    System.out.println(val01);
}

結(jié)果：

22:26:24.591 [main] INFO  org.itstack.demo.design.matter.EGM - EGM寫入數(shù)據(jù) key：user_name_01 val：小傅哥

22:26:24.593 [main] INFO  org.itstack.demo.design.matter.EGM - EGM獲取數(shù)據(jù) key：user_name_01

測試結(jié)果：小傅哥

Process finished with exit code 0

從結(jié)果上看運行正常，并沒有什么問題。但這樣的代碼只要到生成運行起來以后，想再改就真的難了！

六、抽象工廠模式重構(gòu)代碼

接下來使用抽象工廠模式來進行代碼優(yōu)化，也算是一次很小的重構(gòu)。

這里的抽象工廠的創(chuàng)建和獲取方式，會采用代理類的方式進行實現(xiàn)。所被代理的類就是目前的Redis操作方法類，讓這個類在不需要任何修改下，就可以實現(xiàn)調(diào)用集群A和集群B的數(shù)據(jù)服務。

并且這里還有一點非常重要，由于集群A和集群B在部分方法提供上是不同的，因此需要做一個接口適配，而這個適配類就相當于工廠中的工廠，用于創(chuàng)建把不同的服務抽象為統(tǒng)一的接口做相同的業(yè)務。這一塊與我們上一章節(jié)中的工廠方法模型類型，可以翻閱參考。

6.1、工程結(jié)構(gòu)

itstack-demo-design-2-02

└── src

    ├── main

    │   └── java

    │       └── org.itstack.demo.design

    │           ├── factory    

    │           │   ├── impl

    │           │   │   ├── EGMCacheAdapter.java 

    │           │   │   └── IIRCacheAdapter.java

    │           │   ├── ICacheAdapter.java

    │           │   ├── JDKInvocationHandler.java

    │           │   └── JDKProxy.java

    │           ├── impl

    │           │   └── CacheServiceImpl.java    

    │           └── CacheService.java 

    └── test

         └── java

             └── org.itstack.demo.design.test

                 └── ApiTest.java

抽象工廠模型結(jié)構(gòu)

工程中涉及的部分核心功能代碼，如下；

• ICacheAdapter，定義了適配接口，分別包裝兩個集群中差異化的接口名稱。EGMCacheAdapter、IIRCacheAdapter
• JDKProxy、JDKInvocationHandler，是代理類的定義和實現(xiàn)，這部分也就是抽象工廠的另外一種實現(xiàn)方式。通過這樣的方式可以很好的把原有操作Redis的方法進行代理操作，通過控制不同的入?yún)ο?，控制緩存的使用?/li>

好，那么接下來會分別講解幾個類的具體實現(xiàn)。

6.2、代碼實現(xiàn)

6.2.1、定義適配接口

public interface ICacheAdapter {

    String get(String key);

    void set(String key, String value);

    void set(String key, String value, long timeout, TimeUnit timeUnit);

    void del(String key);

}

這個類的主要作用是讓所有集群的提供方，能在統(tǒng)一的方法名稱下進行操作。也方面后續(xù)的拓展。

6.2.2、實現(xiàn)集群使用服務

EGMCacheAdapter

public class EGMCacheAdapter implements ICacheAdapter {

    private EGM egm = new EGM();

    public String get(String key) {
        return egm.gain(key);
    }

    public void set(String key, String value) {
        egm.set(key, value);
    }

    public void set(String key, String value, long timeout, TimeUnit timeUnit) {
        egm.setEx(key, value, timeout, timeUnit);
    }

    public void del(String key) {
        egm.delete(key);
    }
}

IIRCacheAdapter

public class IIRCacheAdapter implements ICacheAdapter {

    private IIR iir = new IIR();

    public String get(String key) {
        return iir.get(key);
    }

    public void set(String key, String value) {
        iir.set(key, value);
    }

    public void set(String key, String value, long timeout, TimeUnit timeUnit) {
        iir.setExpire(key, value, timeout, timeUnit);
    }

    public void del(String key) {
        iir.del(key);
    }

}

以上兩個實現(xiàn)都非常容易，在統(tǒng)一方法名下進行包裝。

6.2.3、定義抽象工程代理類和實現(xiàn)

JDKProxy

public static <T> T getProxy(Class<T> interfaceClass, ICacheAdapter cacheAdapter) throws Exception {
    InvocationHandler handler = new JDKInvocationHandler(cacheAdapter);
    ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
    Class<?>[] classes = interfaceClass.getInterfaces();
    return (T) Proxy.newProxyInstance(classLoader, new Class[]{classes[0]}, handler);
}

這里主要的作用就是完成代理類，同時對于使用哪個集群有外部通過入?yún)⑦M行傳遞。

JDKInvocationHandler

public class JDKInvocationHandler implements InvocationHandler {

    private ICacheAdapter cacheAdapter;

    public JDKInvocationHandler(ICacheAdapter cacheAdapter) {
        this.cacheAdapter = cacheAdapter;
    }

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        return ICacheAdapter.class.getMethod(method.getName(), ClassLoaderUtils.getClazzByArgs(args)).invoke(cacheAdapter, args);
    }

}

• 在代理類的實現(xiàn)中其實也非常簡單，通過穿透進來的集群服務進行方法操作。
• 另外在invoke中通過使用獲取方法名稱反射方式，調(diào)用對應的方法功能，也就簡化了整體的使用。
• 到這我們就已經(jīng)將整體的功能實現(xiàn)完成了，關于抽象工廠這部分也可以使用非代理的方式進行實現(xiàn)。

6.3、測試驗證

編寫測試類：

@Test
public void test_CacheService() throws Exception {
    CacheService proxy_EGM = JDKProxy.getProxy(CacheServiceImpl.class, new EGMCacheAdapter());
    proxy_EGM.set("user_name_01","小傅哥");
    String val01 = proxy_EGM.get("user_name_01");
    System.out.println(val01);
    
    CacheService proxy_IIR = JDKProxy.getProxy(CacheServiceImpl.class, new IIRCacheAdapter());
    proxy_IIR.set("user_name_01","小傅哥");
    String val02 = proxy_IIR.get("user_name_01");
    System.out.println(val02);
}

• 在測試的代碼中通過傳入不同的集群類型，就可以調(diào)用不同的集群下的方法。JDKProxy.getProxy(CacheServiceImpl.class, new EGMCacheAdapter());
• 如果后續(xù)有擴展的需求，也可以按照這樣的類型方式進行補充，同時對于改造上來說并沒有改動原來的方法，降低了修改成本。

結(jié)果：

23:07:06.953 [main] INFO  org.itstack.demo.design.matter.EGM - EGM寫入數(shù)據(jù) key：user_name_01 val：小傅哥

23:07:06.956 [main] INFO  org.itstack.demo.design.matter.EGM - EGM獲取數(shù)據(jù) key：user_name_01

測試結(jié)果：小傅哥

23:07:06.957 [main] INFO  org.itstack.demo.design.matter.IIR - IIR寫入數(shù)據(jù) key：user_name_01 val：小傅哥

23:07:06.957 [main] INFO  org.itstack.demo.design.matter.IIR - IIR獲取數(shù)據(jù) key：user_name_01

測試結(jié)果：小傅哥

Process finished with exit code 0

運行結(jié)果正常，這樣的代碼滿足了這次拓展的需求，同時你的技術能力也給老板留下了深刻的印象。研發(fā)自我能力的提升遠不是外接的壓力就是編寫一坨坨代碼的接口，如果你已經(jīng)熟練了很多技能，那么可以在即使緊急的情況下，也能做出完善的方案。

七、總結(jié)

抽象工廠模式，所要解決的問題就是在一個產(chǎn)品族，存在多個不同類型的產(chǎn)品(Redis集群、操作系統(tǒng))情況下，接口選擇的問題。而這種場景在業(yè)務開發(fā)中也是非常多見的，只不過可能有時候沒有將它們抽象化出來。

你的代碼只是被ifelse埋上了！當你知道什么場景下何時可以被抽象工程優(yōu)化代碼，那么你的代碼層級結(jié)構(gòu)以及滿足業(yè)務需求上，都可以得到很好的完成功能實現(xiàn)并提升擴展性和優(yōu)雅度。

那么這個設計模式滿足了；單一職責、開閉原則、解耦等優(yōu)點，但如果說隨著業(yè)務的不斷拓展，可能會造成類實現(xiàn)上的復雜度。但也可以說算不上缺點，因為可以隨著其他設計方式的引入和代理類以及自動生成加載的方式降低此項缺點。

以上就是詳解Java實踐之抽象工廠模式的詳細內(nèi)容，更多關于Java抽象工廠模式的資料請關注腳本之家其它相關文章！