Java 的静态工厂方法
本文内容纲要：
-1.序：什么是静态工厂方法
-2.EffectiveJava
-2.1静态工厂方法与构造器不同的第一优势在于，它们有名字
-2.2第二个优势，不用每次被调用时都创建新对象
-2.3第三个优势，可以返回原返回类型的子类
-2.4第四个优势，在创建带泛型的实例时，能使代码变得简洁
-3.除此之外
-3.1可以有多个参数相同但名称不同的工厂方法
-3.2可以减少对外暴露的属性
-3.3多了一层控制，方便统一修改
-4.总结
-5.最后
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- 序：什么是静态工厂方法
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- EffectiveJava
- 2.1静态工厂方法与构造器不同的第一优势在于，它们有名字
- 2.2第二个优势，不用每次被调用时都创建新对象
- 2.3第三个优势，可以返回原返回类型的子类
- 2.4第四个优势，在创建带泛型的实例时，能使代码变得简洁
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- 除此之外
3.1可以有多个参数相同但名称不同的工厂方法
3.2可以减少对外暴露的属性
3.3多了一层控制，方便统一修改
- 除此之外
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- 总结
1.序：什么是静态工厂方法
在Java中，获得一个类实例最简单的方法就是使用new关键字，通过构造函数来实现对象的创建。
就像这样：
Fragmentfragment=newMyFragment();
//or
Datedate=newDate();
不过在实际的开发中，我们经常还会见到另外一种获取类实例的方法：
Fragmentfragment=MyFragment.newIntance();
//or
Calendarcalendar=Calendar.getInstance();
//or
Integernumber=Integer.valueOf("3");
↑像这样的：不通过new，而是用一个静态方法来对外提供自身实例的方法，即为我们所说的静态工厂方法(Staticfactorymethod)。
知识点：
new究竟做了什么?简单来说：当我们使用new来构造一个新的类实例时，其实是告诉了JVM我需要一个新的实例。JVM就会自动在内存中开辟一片空间，然后调用构造函数来初始化成员变量，最终把引用返回给调用方。
2.EffectiveJava
在关于Java中书籍中，《EffectiveJava》绝对是最负盛名几本的之一，在此书中，作者总结了几十条改善Java程序设计的金玉良言。其中开篇第一条就是『考虑使用静态工厂方法代替构造器』，关于其原因，作者总结了4条（第二版），我们先来逐个看一下。
2.1静态工厂方法与构造器不同的第一优势在于，它们有名字
由于语言的特性，Java的构造函数都是跟类名一样的。这导致的一个问题是构造函数的名称不够灵活，经常不能准确地描述返回值，在有多个重载的构造函数时尤甚，如果参数类型、数目又比较相似的话，那更是很容易出错。
比如，如下的一段代码：
Datedate0=newDate();
Datedate1=newDate(0L);
Datedate2=newDate("0");
Datedate3=newDate(1,2,1);
Datedate4=newDate(1,2,1,1,1);
Datedate5=newDate(1,2,1,1,1,1);
——Date类有很多重载函数，对于开发者来说，假如不是特别熟悉的话，恐怕是需要犹豫一下，才能找到合适的构造函数的。而对于其他的代码阅读者来说，估计更是需要查看文档，才能明白每个参数的含义了。
（当然，Date类在目前的Java版本中，只保留了一个无参和一个有参的构造函数，其他的都已经标记为@Deprecated了）
而如果使用静态工厂方法，就可以给方法起更多有意义的名字，比如前面的valueOf、newInstance、getInstance等，对于代码的编写和阅读都能够更清晰。
2.2第二个优势，不用每次被调用时都创建新对象
这个很容易理解了，有时候外部调用者只需要拿到一个实例，而不关心是否是新的实例；又或者我们想对外提供一个单例时——如果使用工厂方法，就可以很容易的在内部控制，防止创建不必要的对象，减少开销。
在实际的场景中，单例的写法也大都是用静态工厂方法来实现的。
如果你想对单例有更多了解，可以看一下这里：☞《Hi，我们再来聊一聊Java的单例吧》
2.3第三个优势，可以返回原返回类型的子类
这条不用多说，设计模式中的基本的原则之一——『里氏替换』原则，就是说子类应该能替换父类。
显然，构造方法只能返回确切的自身类型，而静态工厂方法则能够更加灵活，可以根据需要方便地返回任何它的子类型的实例。
ClassPerson{
publicstaticPersongetInstance(){
returnnewPerson();
//这里可以改为returnnewPlayer()/Cooker()
}
}
ClassPlayerextendsPerson{
}
ClassCookerextendsPerson{
}
比如上面这段代码，Person类的静态工厂方法可以返回Person的实例，也可以根据需要返回它的子类Player或者Cooker。（当然，这只是为了演示，在实际的项目中，一个类是不应该依赖于它的子类的。但如果这里的getInstance()方法位于其他的类中，就更具有的实际操作意义了）
2.4第四个优势，在创建带泛型的实例时，能使代码变得简洁
这条主要是针对带泛型类的繁琐声明而说的，需要重复书写两次泛型参数：
Map<String,Date>map=newHashMap<String,Date>();
不过自从java7开始，这种方式已经被优化过了——对于一个已知类型的变量进行赋值时，由于泛型参数是可以被推导出，所以可以在创建实例时省略掉泛型参数。
Map<String,Date>map=newHashMap<>();
所以这个问题实际上已经不存在了。
3.除此之外
以上是《EffectiveJava》中总结的几条应该使用静态工厂方法代替构造器的原因，如果你看过之后仍然犹豫不决，那么我觉得可以再给你更多一些理由——我个人在项目中是大量使用静态工厂方法的，从我的实际经验来世，除了上面总结的几条之外，静态工厂方法实际上还有更多的优势。
3.1可以有多个参数相同但名称不同的工厂方法
构造函数虽然也可以有多个，但是由于函数名已经被固定，所以就要求参数必须有差异时（类型、数量或者顺序）才能够重载了。
举例来说：
classChild{
intage=10;
intweight=30;
publicChild(intage,intweight){
this.age=age;
this.weight=weight;
}
publicChild(intage){
this.age=age;
}
}
Child类有age和weight两个属性，如代码所示，它已经有了两个构造函数：Child(intage,intweight)和Child(intage)，这时候如果我们想再添加一个指定wegiht但不关心age的构造函数，一般是这样：
publicChild(intweight){
this.weight=weight;
}
↑但要把这个构造函数添加到Child类中，我们都知道是行不通的，因为java的函数签名是忽略参数名称的，所以Child(intage)跟Child(intweight)会冲突。
这时候，静态工厂方法就可以登场了。
classChild{
intage=10;
intweight=30;
publicstaticChildnewChild(intage,intweight){
Childchild=newChild();
child.weight=weight;
child.age=age;
returnchild;
}
publicstaticChildnewChildWithWeight(intweight){
Childchild=newChild();
child.weight=weight;
returnchild;
}
publicstaticChildnewChildWithAge(intage){
Childchild=newChild();
child.age=age;
returnchild;
}
}
其中的newChildWithWeight和newChildWithAge，就是两个参数类型相同的的方法，但是作用不同，如此，就能够满足上面所说的类似Child(intage)跟Child(intweight)同时存在的需求。
（另外，这两个函数名字也是自描述的，相对于一成不变的构造函数更能表达自身的含义，这也是上面所说的第一条优势——『它们有名字』）
3.2可以减少对外暴露的属性
软件开发中有一条很重要的经验：对外暴露的属性越多，调用者就越容易出错。所以对于类的提供者，一般来说，应该努力减少对外暴露属性，从而降低调用者出错的机会。
考虑一下有如下一个Player类：
//Player:Version1
classPlayer{
publicstaticfinalintTYPE_RUNNER=1;
publicstaticfinalintTYPE_SWIMMER=2;
publicstaticfinalintTYPE_RACER=3;
protectedinttype;
publicPlayer(inttype){
this.type=type;
}
}
Player对外提供了一个构造方法，让使用者传入一个type来表示类型。那么这个类期望的调用方式就是这样的：
Playerplayer1=newPlayer(Player.TYPE_RUNNER);
Playerplayer2=newPlayer(Player.TYPE_SWEIMMER);
但是，我们知道，提供者是无法控制调用方的行为的，实际中调用方式可能是这样的：
Playerplayer3=newPlayer(0);
Playerplayer4=newPlayer(-1);
Playerplayer5=newPlayer(10086);
提供者期望的构造函数传入的值是事先定义好的几个常量之一，但如果不是，就很容易导致程序错误。
——要避免这种错误，使用枚举来代替常量值是常见的方法之一，当然如果不想用枚举的话，使用我们今天所说的主角静态工厂方法也是一个很好的办法。
插一句：
实际上，使用枚举也有一些缺点，比如增大了调用方的成本；如果枚举类成员增加，会导致一些需要完备覆盖所有枚举的调用场景出错等。
如果把以上需求用静态工厂方法来实现，代码大致是这样的：
//Player:Version2
classPlayer{
publicstaticfinalintTYPE_RUNNER=1;
publicstaticfinalintTYPE_SWIMMER=2;
publicstaticfinalintTYPE_RACER=3;
inttype;
privatePlayer(inttype){
this.type=type;
}
publicstaticPlayernewRunner(){
returnnewPlayer(TYPE_RUNNER);
}
publicstaticPlayernewSwimmer(){
returnnewPlayer(TYPE_SWIMMER);
}
publicstaticPlayernewRacer(){
returnnewPlayer(TYPE_RACER);
}
}
注意其中的构造方法被声明为了private，这样可以防止它被外部调用，于是调用方在使用Player实例的时候，基本上就必须通过newRunner、newSwimmer、newRacer这几个静态工厂方法来创建，调用方无须知道也无须指定type值——这样就能把type的赋值的范围控制住，防止前面所说的异常值的情况。
插一句：
严谨一些的话，通过反射仍能够绕过静态工厂方法直接调用构造函数，甚至直接修改一个已创建的Player实例的type值，但本文暂时不讨论这种非常规情况。
3.3多了一层控制，方便统一修改
我们在开发中一定遇到过很多次这样的场景：在写一个界面时，服务端的数据还没准备好，这时候我们经常就需要自己在客户端编写一个测试的数据，来进行界面的测试，像这样：
//创建一个测试数据
Usertester=newUser();
tester.setName("隔壁老张");
tester.setAge(16);
tester.setDescription("我住隔壁我姓张！");
//usetester
bindUI(tester);
……
要写一连串的测试代码，如果需要测试的界面有多个，那么这一连串的代码可能还会被复制多次到项目的多个位置。
这种写法的缺点呢，首先是代码臃肿、混乱；其次是万一上线的时候漏掉了某一处，忘记修改，那就可以说是灾难了……
但是如果你像我一样，习惯了用静态工厂方法代替构造器的话，则会很自然地这么写，先在User中定义一个newTestInstance方法：
staticclassUser{
Stringname;
intage;
Stringdescription;
publicstaticUsernewTestInstance(){
Usertester=newUser();
tester.setName("隔壁老张");
tester.setAge(16);
tester.setDescription("我住隔壁我姓张！");
returntester;
}
}
然后调用的地方就可以这样写了：
//创建一个测试数据
Usertester=User.newTestInstance();
//usetester
bindUI(tester);
是不是瞬间就觉得优雅了很多？！
而且不只是代码简洁优雅，由于所有测试实例的创建都是在这一个地方，所以在需要正式数据的时候，也只需把这个方法随意删除或者修改一下，所有调用者都会编译不通过，彻底杜绝了由于疏忽导致线上还有测试代码的情况。
4.总结
总体来说，我觉得『考虑使用静态工厂方法代替构造器』这点，除了有名字、可以用子类等这些语法层面上的优势之外，更多的是在工程学上的意义，我觉得它实质上的最主要作用是：能够增大类的提供者对自己所提供的类的控制力。
作为一个开发者，当我们作为调用方，使用别人提供的类时，如果要使用new关键字来为其创建一个类实例，如果对类不是特别熟悉，那么一定是要特别慎重的——new实在是太好用了，以致于它经常被滥用，随时随地的new是有很大风险的，除了可能导致性能、内存方面的问题外，也经常会使得代码结构变得混乱。
而当我们在作为类的提供方时，无法控制调用者的具体行为，但是我们可以尝试使用一些方法来增大自己对类的控制力，减少调用方犯错误的机会，这也是对代码更负责的具体体现。
5.最后
——感谢你花费了不少时间看到这里，但愿文章内容没让你感到虚度。
本文内容总结：1.序：什么是静态工厂方法，2.EffectiveJava，2.1静态工厂方法与构造器不同的第一优势在于，它们有名字，2.2第二个优势，不用每次被调用时都创建新对象，2.3第三个优势，可以返回原返回类型的子类，2.4第四个优势，在创建带泛型的实例时，能使代码变得简洁，3.除此之外，3.1可以有多个参数相同但名称不同的工厂方法，3.2可以减少对外暴露的属性，3.3多了一层控制，方便统一修改，4.总结，5.最后，
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