我們知道工廠模式有三兄弟，通常我們說的工廠模式指的是工廠方法模式，它的應用頻率最高。本篇博客分享的簡單工廠模式是工廠方法模式的“小弟”，確切的來講它不屬於設計模式，而是一種方法。此外，工廠方法模式還有一位“大哥”——抽象工廠模式。
今天我們來分享一下簡單工廠模式的一些情況，以及它在Android源碼中的應用。
簡單工廠模式
定義
簡單工廠模式是類的創建模式，又叫做靜態工廠方法（Static Factory Method）模式。簡單工廠模式是由一個工廠對象決定創建出哪一種產品類的實例。
結構
簡單工廠模式所涉及到的角色：
- Product（抽象產品角色）：產品的通用接口，定義產品的行爲。
- ConcreteProduct（具體產品角色）：具體產品類，實現了Product接口。
- Creator（工廠角色）：工廠類，通過靜態工廠方法factoryMethord來創建對象。
實現
抽象產品角色
abstract class Product {
//所有產品類的公共業務方法
public void methodSame() {
//公共方法的實現
}
//聲明抽象業務方法
public abstract void methodDiff();
}
具體產品角色
class ConcreteProduct extends Product {
//實現業務方法
public void methodDiff() {
//業務方法的實現
}
}
工廠角色
class Creator {
//靜態工廠方法
public static Product getProduct(String arg) {
Product product = null;
if (arg.equalsIgnoreCase("A")) {
product = new ConcreteProductA();
//初始化設置product
}
else if (arg.equalsIgnoreCase("B")) {
product = new ConcreteProductB();
//初始化設置product
}
return product;
}
}
使用場景
在以下情況下可以考慮使用簡單工廠模式：
- 工廠類負責創建的對象比較少，由於創建的對象較少，不會造成工廠方法中的業務邏輯太過複雜。
- 客戶端只知道傳入工廠類的參數，對於如何創建對象並不關心。
優點
工廠類包含必要的判斷邏輯，可以決定在什麼時候創建哪一個產品類的實例，客戶端可以免除直接創建產品對象的職責，而僅僅“消費”產品，簡單工廠模式實現了對象創建和使用的分離。
客戶端無須知道所創建的具體產品類的類名，只需要知道具體產品類所對應的參數即可，對於一些複雜的類名，通過簡單工廠模式可以在一定程度減少使用者的記憶量。
缺點
- 系統擴展困難，一旦添加新產品就不得不修改工廠邏輯，在產品類型較多時，有可能造成工廠邏輯過於複雜，不利於系統的擴展和維護。
- 簡單工廠模式由於使用了靜態工廠方法，造成工廠角色無法形成基於繼承的等級結構。
Android中簡單工廠模式的應用
在Android中我們瞭解的使用到了簡單工廠方法的地方有Bitmap對象的獲取、Fragment創建等。接下來我們分開看一下。
Bitmap源碼分析
首先來說我們是不能通過new方法來創建Bitmap對象的，因爲Bitmap類的構造函數是私有的，只能是通過JNI實例化。
接下來我們隨便找個入口開始看，比如：
Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeFile(String pathName);
我們把源碼中的調用關係找出來，如下
public static Bitmap decodeFile(String pathName) {
return decodeFile(pathName, null);
}
public static Bitmap decodeFile(String pathName, Options opts) {
Bitmap bm = null;
InputStream stream = null;
try {
stream = new FileInputStream(pathName);
bm = decodeStream(stream, null, opts);
} catch (Exception e) {
/* do nothing.
If the exception happened on open, bm will be null.
*/
Log.e("BitmapFactory", "Unable to decode stream: " + e);
} finally {
if (stream != null) {
try {
stream.close();
} catch (IOException e) {
// do nothing here
}
}
}
return bm;
}
public static Bitmap decodeStream(InputStream is, Rect outPadding, Options opts) {
// we don't throw in this case, thus allowing the caller to only check
// the cache, and not force the image to be decoded.
if (is == null) {
return null;
}
Bitmap bm = null;
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_GRAPHICS, "decodeBitmap");
try {
if (is instanceof AssetManager.AssetInputStream) {
final long asset = ((AssetManager.AssetInputStream) is).getNativeAsset();
bm = nativeDecodeAsset(asset, outPadding, opts);
} else {
bm = decodeStreamInternal(is, outPadding, opts);
}
if (bm == null && opts != null && opts.inBitmap != null) {
throw new IllegalArgumentException("Problem decoding into existing bitmap");
}
setDensityFromOptions(bm, opts);
} finally {
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_GRAPHICS);
}
return bm;
}
private static native Bitmap nativeDecodeStream(InputStream is, byte[] storage,
Rect padding, Options opts);
/**
* Set the newly decoded bitmap's density based on the Options.
*/
private static void setDensityFromOptions(Bitmap outputBitmap, Options opts) {
if (outputBitmap == null || opts == null) return;
final int density = opts.inDensity;
if (density != 0) {
outputBitmap.setDensity(density);
final int targetDensity = opts.inTargetDensity;
if (targetDensity == 0 || density == targetDensity || density == opts.inScreenDensity) {
return;
}
byte[] np = outputBitmap.getNinePatchChunk();
final boolean isNinePatch = np != null && NinePatch.isNinePatchChunk(np);
if (opts.inScaled || isNinePatch) {
outputBitmap.setDensity(targetDensity);
}
} else if (opts.inBitmap != null) {
// bitmap was reused, ensure density is reset
outputBitmap.setDensity(Bitmap.getDefaultDensity());
}
}
我們來分析一下調用過程，可以看到decodeFile(String pathName)調用的是decodeFile(String pathName, Options opts)，在兩個參數的decodeFile方法中又去調用了decodeStream(InputStream is, Rect outPadding, Options opts)方法，然後最終調用nativeDecodeAsset或者nativeDecodeStream來構建Bitmap對象，這兩個都是native方法(Android中使用Skia庫來解析圖像 )。再經過setDensityFromOptions方法的一些設置解碼密度之類的操作，返回我們要的Bitmap對象。
/**
* Creates Bitmap objects from various sources, including files, streams, and byte-arrays.
*/
看下BitmapFactory的註釋我們可以看到，這個工廠支持從不同的資源創建Bitmap對象，包括files, streams, 和byte-arrays，但是調用關係都大同小異。
Fragment創建
有時候，爲了簡化簡單工廠模式，我們可以將抽象產品類和工廠類合併，將靜態工廠方法移至抽象產品類中。Fragment的創建使用簡單工廠方法沒有抽象產品類，所以工廠類放到了實現產品類中。
在AndroidStudio中輸入newInstance會自動補全Fragment的簡單工廠方法。
public static TasksFragment newInstance() {
Bundle args = new Bundle();
TasksFragment fragment = new TasksFragment();
fragment.setArguments(args);
return fragment;
}
使用靜態工廠方法，將外部傳入的參數可以通過Fragment.setArgument保存在它自己身上，這樣我們可以在Fragment.onCreate(…)調用的時候將這些參數取出來。
這樣寫有什麼好處呢？
避免了在創建Fragment的時候無法在類外部知道所需參數的問題。
Fragment推薦使用setArguments來傳遞參數，避免在橫豎屏切換的時候Fragment自動調用自己的無參構造函數，導致數據丟失。
