漫谈golang设计模式 简易工厂模式

目前学习golang的主要需求是为了看懂TiDB的源码,下面我们复习一下简易工厂模式的思想

工厂类型分为三种，创建型模式，结构型模式，行为型模式。

简单工厂

使用场景:考虑一个简单的API设计，一个模块可以提供不同的APi,这些Api都源自同一个基类，不过在继承基类后不同的子类修改了部分属性,从而可以产生不同的功能实现，如果希望在使用这些Api时，只需要知道表示该api的一个参数，并提供一个调用方便的方法，把该参数传入方法即可返回一个相应的按钮对象，此时，就可以使用简单工厂模式。

定义

简单工厂模式(Simple Factory Pattern)：又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。

组成角色

• Factory：工厂角色

   工厂角色负责实现创建所有实例的内部逻辑
  

• Product：抽象产品角色

   抽象产品角色是所创建的所有对象的父类，负责描述所有实例所共有的公共接口
  

• ConcreteProduct：具体产品角色

    具体产品角色是创建目标，所有创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。
  

从时序图来看，我们可以考虑用构造函数在初始化实例的时候进行重载，但是golang并没有构造函数。所以我们采用接口实现的方式,先构造一个接口类型的方法作为重载方法，根据传入的值进行决定需要使用哪一个方法。

package designmode

import "fmt"

type API interface {
Say(name string) string
}

func NewAPI( t int)API  {
if t ==1{
return &hiAPI{}
}else if t == 2 {
return &helloAPI{}
}
return nil
}

type hiAPI struct {
say string
}

func (*hiAPI) Say(name string) string {
return fmt.Sprintf("Hi, %s", name)
}

type helloAPI struct {

}
//Say hello to name
func (*helloAPI) Say(name string) string {
return fmt.Sprintf("Hello, %s", name)
}

为什么需要使用指针传递?

我们做一个简单的实验，分别打印变量和内存地址

• 值传递

package learn

import "fmt"

type WindWheel struct {
Age int
Name string
}

func passV(w WindWheel)  {
w.Age++
w.Name = "Greact"+w.Name
fmt.Printf("传入修改后的windWheel:\t %+v, \t内存地址；%p\n",w,&w)
}

func main()  {
parrot :=WindWheel{Age: 1,Name: "Blue"}
fmt.Printf("原始的windWheel:\t\t %+v,  \t\t内存地址: %p\n",parrot,&parrot)
passV(parrot)
fmt.Printf("调用后原始的windWheel:\t %+v, \t\t内存地址: %p\n",parrot,&parrot)

}

打印结果:

原始的windWheel: {Age:1 Name:Blue}, 内存地址：0xc420012260
传入修改后的windWheel: {Age:2 Name:GreatBlue}, 内存地址：0xc4200122c0
调用后原始的windWheel: {Age:1 Name:Blue}, 内存地址：0xc420012260

引用传递

package learn

import "fmt"
type WindWheel struct {
Age  int
Name string
}
func passP(w *WindWheel) {
w.Age++
w.Name = "Great" + w.Name
fmt.Printf("传入修改后的WindWheel:\t %+v, \t内存地址：%p, 指针的内存地址: %p\n", *w, w, &w)
}
func main() {
parrot := &WindWheel{Age: 1, Name: "Blue"}
fmt.Printf("原始的WindWheel:\t\t %+v, \t\t内存地址：%p, 指针的内存地址: %p\n", *parrot, parrot, &parrot)
passP(parrot)
fmt.Printf("调用后原始的WindWheel:\t %+v, \t内存地址：%p, 指针的内存地址: %p\n", *parrot, parrot, &parrot)
}

打印结果

原始的WindWheel: {Age:1 Name:Blue}, 内存地址：0xc420076000, 指针的内存地址: 0xc420074000
传入修改后的WindWheel: {Age:2 Name:GreatBlue}, 内存地址：0xc420076000, 指针的内存地址: 0xc420074010
调用后原始的WindWheel: {Age:2 Name:GreatBlue}, 内存地址：0xc420076000, 指针的内存地址: 0xc420074000

这说明golang在使用值传递时会为传入的值创建一个副本存储，所以该变量的地址会变，如果根据传入时的工厂模式的值进行取值，是取不到的，由于内存地址不同会造成内存泄漏。所以应该采取引用传递，只会为传入的指针创建一个副本，并不影响变量的地址更改

此处引用鸟窝前辈的一些总结：

如何选择 T 和 *T

• 不想变量被修改。 如果你不想变量被函数和方法所修改，那么选择类型T。相反，如果想修改原始的变量，则选择*T
• 如果变量是一个大的struct或者数组，则副本的创建相对会影响性能，这个时候考虑使用*T，只创建新的指针，这个区别是巨大的
• (不针对函数参数，只针对本地变量／本地变量)对于函数作用域内的参数，如果定义成T,Go编译器尽量将对象分配到栈上，而*T很可能会分配到对象上，这对垃圾回收会有影响

模式分析

将对象的创建和对象本身业务处理分离可以降低系统的耦合度，使得两者修改起来都相对容易。

简单工厂模式最大的问题在于工厂类的职责相对过重，增加新的产品需要修改工厂类的判断逻辑，这一点与开闭原则是相违背的。
简单工厂模式的要点在于：当你需要什么，只需要传入一个正确的参数，就可以获取你所需要的对象。

简单工厂模式的优点

工厂类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“消费”产品；简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割，它提供了专门的工厂类用于创建对象。
客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。
通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。

简单工厂模式的缺点

由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。
使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数，在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。
系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护。
简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

适用环境

在以下情况下可以使用简单工厂模式：

工厂类负责创建的对象比较少：由于创建的对象较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。
客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心：客户端既不需要关心创建细节，甚至连类名都不需要记住，只需要知道类型所对应的参数。