设计模式学习笔记-2 创建者模式-工厂方法模式

工厂模式介绍

工厂模式又称工厂方法模式，是一种创建型设计模式，其在父类中提供一个创建对象的方法，允许子类决定实例化对象的类型。

这种设计模式使Java开发中最常见的一种设计模式，他的主要意图是定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

简单说就是为了提供代码结构的扩展性，屏蔽每一个功能类中的具体实现逻辑。让外部可以更加简单的只是知道调用即可，同时，这也是去掉众多if else的方式，这种方式也存在一些缺点，比如需要实现的类非常多，如何去维护，怎样减低开发成本。但这些问题可以在后续的设计模式结合使用中，逐步降低。

模拟发奖多种商品

场景：用户使用积分兑换多种类型商品，假设现有以下三种类型的商品接口

序号 类型 接口
1 优惠券 CouponResult sendCoupon(String uId, String couponNumber, String uuid)
2 实物商品 Boolean deliverGoods(DeliverReq req)
3 第三方爱奇艺兑换卡 void grantToken(String bindMobileNumber, String cardId)

以上接口有如下信息：

  • 三个接口返回类型不同，有对象类型，布尔类型，还有一个空类型。
  • 入参不同，发放优惠券需要仿重，兑换卡需要卡ID，实物商品需要发货位置。
  • 另外可能会随着后续的业务的发展，会新增其他种商品类型。因为你所有的开发需求都是随着业务对市场的拓展而带来的。

使用if else实现

请求参数：

import lombok.Data;
import lombok.ToString;import java.util.Map;@Data
@ToString
public class AwardReq {private String uId;private Integer awardType;private String awardNumber;private String bizId;private Map<String, String> extMap;
}

响应参数：

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import lombok.ToString;@Data
@ToString
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class AwardRes {private String code;private String message;
}

优惠券接口响应结果：

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import lombok.ToString;@Data
@ToString
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class CouponResult {private String code;private String message;
}

优惠券发放接口：

public class CouponService {public CouponResult sendCoupon(String uId, String couponNumber, String uuid) {return new CouponResult("0000", "优惠券发送成功");}}

实物商品发放接口请求参数：

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class DeliverReq {private String username;private String userPhone;private String sku;private String orderId;private String consigneeUsername;private String consigneeUserPhone;private String consigneeUserAddress;
}

实物商品发放接口：

public class GoodsService {public Boolean deliverGoods(DeliverReq req) {return true;}
}

第三方兑换（爱奇艺）接口：

public class IQiYiCardService {public void grantToken(String bindMobileNumber, String cardId) {}
}

兑换接口：

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;@Slf4j
public class PrizeController {public AwardRes awardToUser(AwardReq req) {AwardRes awardRes = null;try {log.info("奖品发放开始{},req:{}", req.getUId(), req);if (req.getAwardType() == 1) {CouponService couponService = new CouponService();CouponResult couponResult = couponService.sendCoupon(req.getUId(), req.getAwardNumber(), req.getBizId());if ("0000".equals(couponResult.getCode())) {awardRes = new AwardRes("0000", "发放成功");} else {awardRes = new AwardRes("0001", couponResult.getMessage());}} else if (req.getAwardType() == 2) {GoodsService goodsService = new GoodsService();DeliverReq deliverReq = new DeliverReq();deliverReq.setUsername(queryUsername(req.getUId()));deliverReq.setUserPhone(queryUserPhoneNumber(req.getUId()));deliverReq.setSku(req.getAwardNumber());deliverReq.setOrderId(req.getBizId());deliverReq.setConsigneeUsername(req.getExtMap().get("consigneeUserName"));deliverReq.setConsigneeUserPhone(req.getExtMap().get("consigneeUserPhone"));deliverReq.setConsigneeUserAddress(req.getExtMap().get("consigneeUserAddress"));Boolean isSuccess = goodsService.deliverGoods(deliverReq);if (isSuccess) {awardRes = new AwardRes("0000", "发放成功");} else {awardRes = new AwardRes("0001", "发放失败");}} else if (req.getAwardType() == 3) {String bindMobileNumber = queryUserPhoneNumber(req.getUId());IQiYiCardService iQiYiCardService = new IQiYiCardService();iQiYiCardService.grantToken(bindMobileNumber,req.getAwardNumber());awardRes = new AwardRes("0000", "发放成功");}log.info("奖品发放完成{}", req.getUId());} catch (Exception e) {log.error("奖品发放失败{},req:{}", req.getUId(), req);awardRes = new AwardRes("0001", e.getMessage());}return awardRes;}private String queryUserPhoneNumber(String uId) {return "18800001111";}private String queryUsername(String uId) {return "yaroo";}
}

单元测试：

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;import java.util.HashMap;
import java.util.Map;@Slf4j
class PrizeControllerTest {@Testvoid awardToUser() {PrizeController prizeController = new PrizeController();// 模拟发放优惠券测试System.out.println("\r\n模拟发放优惠券测试\r\n");AwardReq req01 = new AwardReq();req01.setUId("1001");req01.setAwardType(1);req01.setAwardNumber("EGM1023938910232121323432");req01.setBizId("791098764902132");AwardRes awardRes01 = prizeController.awardToUser(req01);log.info("请求参数:{}", req01);log.info("测试结果:{}", awardRes01);// 模拟发放实物商品System.out.println("\r\n模拟发放实物商品\r\n");AwardReq req02 = new AwardReq();req02.setUId("10001");req02.setAwardType(2);req02.setAwardNumber("9820198721311");req02.setBizId("1023000020112221113");Map<String, String> extMap = new HashMap<>();extMap.put("consigneeUserName", "谢⻜机");extMap.put("consigneeUserPhone", "15200292123");extMap.put("consigneeUserAddress", "吉林省.⻓春市.双阳区.XX街道.檀溪苑⼩区.#18-2109");req02.setExtMap(extMap);AwardRes awardRes02 = prizeController.awardToUser(req02);log.info("请求参数:{}", req02);log.info("测试结果:{}", awardRes02);// 模拟发放第三方兑换卡（爱奇艺）System.out.println("\r\n第三方兑换卡（爱奇艺）\r\n");AwardReq req03 = new AwardReq();req03.setUId("10001");req03.setAwardType(3);req03.setAwardNumber("AQY1xjkUodl8LO975GdfrYUio");AwardRes awardRes03 = prizeController.awardToUser(req03);log.info("请求参数：{}", req03);log.info("测试结果：{}", awardRes03);}
}

测试结果：


模拟发放优惠券测试15:33:40.695 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.PrizeController - 奖品发放开始1001,req:AwardReq(uId=1001, awardType=1, awardNumber=EGM1023938910232121323432, bizId=791098764902132, extMap=null)
15:33:40.695 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.PrizeController - 奖品发放完成1001
15:33:40.695 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.PrizeControllerTest - 请求参数:AwardReq(uId=1001, awardType=1, awardNumber=EGM1023938910232121323432, bizId=791098764902132, extMap=null)
15:33:40.695 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.PrizeControllerTest - 测试结果:AwardRes(code=0000, message=发放成功)模拟发放实物商品15:33:40.695 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.PrizeController - 奖品发放开始10001,req:AwardReq(uId=10001, awardType=2, awardNumber=9820198721311, bizId=1023000020112221113, extMap={consigneeUserName=谢⻜机, consigneeUserPhone=15200292123, consigneeUserAddress=吉林省.⻓春市.双阳区.XX街道.檀溪苑⼩区.#18-2109})
15:33:40.695 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.PrizeController - 奖品发放完成10001
15:33:40.695 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.PrizeControllerTest - 请求参数:AwardReq(uId=10001, awardType=2, awardNumber=9820198721311, bizId=1023000020112221113, extMap={consigneeUserName=谢⻜机, consigneeUserPhone=15200292123, consigneeUserAddress=吉林省.⻓春市.双阳区.XX街道.檀溪苑⼩区.#18-2109})
15:33:40.695 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.PrizeControllerTest - 测试结果:AwardRes(code=0000, message=发放成功)第三方兑换卡（爱奇艺）15:33:40.695 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.PrizeController - 奖品发放开始10001,req:AwardReq(uId=10001, awardType=3, awardNumber=AQY1xjkUodl8LO975GdfrYUio, bizId=null, extMap=null)
15:33:40.695 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.PrizeController - 奖品发放完成10001
15:33:40.695 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.PrizeControllerTest - 请求参数：AwardReq(uId=10001, awardType=3, awardNumber=AQY1xjkUodl8LO975GdfrYUio, bizId=null, extMap=null)
15:33:40.695 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.PrizeControllerTest - 测试结果：AwardRes(code=0000, message=发放成功)

工厂模式优化代码

发奖接口：

import java.util.Map;public interface ICommodity {void sendCommodity(String uId, String commodityId, String bizId, Map<String, String> extMap) throws Exception;
}
  • 所有的奖品无论是实物，虚拟还是第三方，都需要通过我们的程序实现此接口进行处理，以保证最终入参与出参的统一性。
  • 接口的入参包括：用户ID，奖品ID，业务ID以及扩展字段用于处理发放实物商品时的收获地址。

奖品发放接口

优惠券
import com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.CouponResult;
import com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.CouponService;
import com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.ICommodity;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.Map;@Slf4j
public class CouponCommodityService implements ICommodity {private final CouponService couponService = new CouponService();@Overridepublic void sendCommodity(String uId, String commodityId, String bizId, Map<String, String> extMap) throws Exception {CouponResult couponResult = couponService.sendCoupon(uId, commodityId, bizId);log.info("请求参数[优惠券] => uId：{} commodityId：{} bizId：{} extMap：{}", uId, commodityId, bizId, extMap);log.info("测试结果[优惠券]：{}", couponResult);if (!"0000".equals(couponResult.getCode())) {throw new RuntimeException(couponResult.getMessage());}}
}
实物商品
import com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.DeliverReq;
import com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.GoodsService;
import com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.ICommodity;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.Map;@Slf4j
public class GoodsCommodityService implements ICommodity {private final GoodsService goodsService = new GoodsService();@Overridepublic void sendCommodity(String uId, String commodityId, String bizId, Map<String, String> extMap) throws Exception {DeliverReq deliverReq = new DeliverReq();deliverReq.setUsername(queryUserName(uId));deliverReq.setUserPhone(queryUserPhoneNumber(uId));deliverReq.setSku(commodityId);deliverReq.setOrderId(bizId);deliverReq.setConsigneeUsername(extMap.get("consigneeUserName"));deliverReq.setConsigneeUserPhone(extMap.get("consigneeUserPhone"));deliverReq.setConsigneeUserAddress(extMap.get("consigneeUserAddress"));Boolean isSuccess = goodsService.deliverGoods(deliverReq);log.info("请求参数[实物商品] => uId：{} commodityId：{} bizId：{} extMap：{}", uId, commodityId, bizId, extMap);log.info("测试结果[实物商品]：{}", isSuccess);if (!isSuccess) {throw new RuntimeException("实物商品发放失败");}}private String queryUserName(String uId) {return "花花";}private String queryUserPhoneNumber(String uId) {return "15200101232";}
}
第三方兑换卡
import com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_01.IQiYiCardService;
import com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.ICommodity;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.Map;@Slf4j
public class CardCommodityService implements ICommodity {private final IQiYiCardService iQiYiCardService = new IQiYiCardService();@Overridepublic void sendCommodity(String uId, String commodityId, String bizId, Map<String, String> extMap) throws Exception {String mobile = queryUserMobile(uId);iQiYiCardService.grantToken(mobile, bizId);log.info("请求参数[爱奇艺兑换卡] => uId：{} commodityId：{} bizId：{} extMap：{}", uId, commodityId, bizId, extMap);log.info("测试结果[爱奇艺兑换卡]：success");}private String queryUserMobile(String uId) {return "15200101232";}
}
  • 上面所有的奖品的发放类可以看出，每一种的奖品的实现都包括在自己的类中，新增，修改或者删除都不会影响其他奖品功能的测试，降低回归测试的可能。
  • 后续在新增的奖品只需要按照此结构进行填充即可，非常易于维护和扩展。
  • 在统一处理了入参与出参后，调用方不需要关心奖品发放的内部逻辑，按照统一的方式即可处理。

商店工厂类

import com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.ICommodity;
import com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.impl.CardCommodityService;
import com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.impl.CouponCommodityService;
import com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.impl.GoodsCommodityService;public class StoreFactory {public ICommodity getCommodityService(Integer commodityType) {if (null == commodityType) return null;if (1 == commodityType) return new CouponCommodityService();if (2 == commodityType) return new GoodsCommodityService();if (3 == commodityType) return new CardCommodityService();throw new RuntimeException("不存在的商品服务类型");}
}

统一定义了一个商品的工厂类，在里面按照类型实现各种商品的服务。

单元测试

测试类：

import com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.ICommodity;
import org.junit.jupiter.api.Test;import java.util.HashMap;
import java.util.Map;class StoreFactoryTest {@Testvoid getCommodityService() throws Exception {StoreFactory storeFactory = new StoreFactory();// 1. 优惠券ICommodity commodityService_1 = storeFactory.getCommodityService(1);commodityService_1.sendCommodity("10001", "EGM1023938910232121323432", "791098764902132", null);// 2. 实物商品ICommodity commodityService_2 = storeFactory.getCommodityService(2);Map<String, String> extMap = new HashMap<>();extMap.put("consigneeUserName", "谢⻜机");extMap.put("consigneeUserPhone", "15200292123");extMap.put("consigneeUserAddress", "吉林省.⻓春市.双阳区.XX街道.檀溪苑⼩区.#18-2109");commodityService_2.sendCommodity("10001", "9820198721311", "102300002011222 1113", extMap);// 3. 第三⽅兑换卡(爱奇艺)ICommodity commodityService_3 = storeFactory.getCommodityService(3);commodityService_3.sendCommodity("10001", "AQY1xjkUodl8LO975GdfrYUio", null, null);}
}

测试结果：

16:02:32.867 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.impl.CouponCommodityService - 请求参数[优惠券] => uId：10001 commodityId：EGM1023938910232121323432 bizId：791098764902132 extMap：null
16:02:32.883 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.impl.CouponCommodityService - 测试结果[优惠券]：CouponResult(code=0000, message=优惠券发送成功)
16:02:32.883 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.impl.GoodsCommodityService - 请求参数[实物商品] => uId：10001 commodityId：9820198721311 bizId：102300002011222 1113 extMap：{consigneeUserName=谢⻜机, consigneeUserPhone=15200292123, consigneeUserAddress=吉林省.⻓春市.双阳区.XX街道.檀溪苑⼩区.#18-2109}
16:02:32.883 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.impl.GoodsCommodityService - 测试结果[实物商品]：true
16:02:32.883 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.impl.CardCommodityService - 请求参数[爱奇艺兑换卡] => uId：10001 commodityId：AQY1xjkUodl8LO975GdfrYUio bizId：null extMap：null
16:02:32.883 [main] INFO com.yaroo.head_first_demo.design_pattern.demo1_02.store.impl.CardCommodityService - 测试结果[爱奇艺兑换卡]：success

总结

  • 避免创建者与具体的产品逻辑耦合
  • 满足单一职责，每一个业务逻辑实现都在所属自己的类中完成
  • 满足开闭原则，无需更改使用调用方就可以在程序中引起新的产品类型

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