1. 【创建与销毁对象】考虑用静态工厂方法代替构造器

浅浅的花香味﹌ 2022-08-19 01:53 126阅读 0赞

本文内容为《Effective Java》的读书笔记。

--------------------

对于某一个类，要获取其对象，通常是使用共有的构造方法new一个。其实还有另一种方法也是经常用到的，那就是**静态工厂方法**。

（注：此处的静态工厂方法不同于工厂模式）

举个例子：

public static Integer valueOf(int i) {
            if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
                return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
            return new Integer(i);
        }

这是java.lang.Integer的一个方法，通过给定一个int型的值得到相应的Integer对象。

--------------------

相对于构造函数来说，静态工厂方法有什么好处呢？

**1. 有明确的方法名。**

直接上例子，例如构造器BigInteger(int, int, Random)返回的BigInteger可能为素数，如果用BigInteger.probablePrime的静态工厂方法表示则更清楚。

有的构造器有多个参数，如果单纯通过参数类型和顺序创建对象，经常记不住改用哪个构造器，这时候静态工厂方法便可发挥作用了。

**2. 当不必每次都创建新的对象的时候。**

您肯定首先就能想到单例模式，没错，通过静态工厂方法每次都获取特定的对象实例。

还有别的情况，比如刚才的valueOf方法，仔细看代码发现实际上返回的对象是做了缓存的，也就是从IntegerCache.low到IntegerCache.high之间的数字是缓存在IntegerCache中的，而IntegerCache中维护了一个静态的Integer数组cache\[\]，比如当调用方法valueOf(123)的时候，会查看cache\[\]中是否有值为123的Integer对象，如果没有，那么创建一个Integer(123)返回，并保存到cache\[\]中；如果有，那么直接取出该对象返回。因此，两次valueOf(123)返回的对象是同一个，这样能有效减少对象个数。默认状态下，Integer是对-128到127的数字进行缓存的。

聪明的你可能接着就想到了Boolean.valueOf(boolean)，没错，返回的对象始终只有那两个。

**3. 可以返回原返回类型的子类型的对象。**

这种灵活性的应用是，API可以返回对象，同时又不会使对象的类变成共有的。以这种方式隐藏实现类会是API变得非常简洁。

似懂非懂？那就直接看看java.util.Collections的源码吧，这个类是不能被实例化的，其内定义了数十个不同类型的集合（不可修改集合、空集合、同步集合等），同时有响应的静态工厂方法来获取这些集合。随便点开一个方法：

public static <T> Set<T> unmodifiableSet(Set<? extends T> s) {
            return new UnmodifiableSet<>(s);
        }

返回的对象所属的类UnmodifiableSet就是在Collections类中定义的，但方法返回值是Set类型，也就是 UnmodifiableSet的接口类型。可见，这种方式适用于基于接口的框架。

通过这种方式，这数十个不同类型的集合无需再定义独立的共有类了，这不仅仅是API数量的减少，也是概念意义上的减少。这时候客户端被要求通过接口来引用创建的对象，而不是具体的实现类，这是一种良好的习惯。

再举一个例子：

public static <E extends Enum<E>> EnumSet<E> noneOf(Class<E> elementType) {
            Enum<?>[] universe = getUniverse(elementType);
            if (universe == null)
                throw new ClassCastException(elementType + " not an enum");
    
            if (universe.length <= 64)
                return new RegularEnumSet<>(elementType, universe);
            else
                return new JumboEnumSet<>(elementType, universe);
        }

这是EnumSet类中的一个静态工厂方法，用于根据元素类型产生一个空EnumSet，并且根据不同的元素个数，创建不同的具体实体类对象（当元素个数少于64个的时候返回RegularEnumSet对象，否则返回JumboEnumSet），而使用者完全不用关心对象是什么具体类型的，只要能满足EnumSet的功能就OK。

更有些时候，在编写静态工厂方法所在的类的时候，具体的实现类还不存在呢。比如JDBC的API，不同的driver对应不同的数据库操作方式，但是我们不用关心，只知道增删改查即可，具体MySQL还是Oracle还是又新出的数据库产品它的增删改查操作的实现细节，那是数据库产品厂商提供的。这就是**服务提供者框架**的理念。

**4. 在创建参数化实例的时候，它们使代码变得更加简洁。**  
即使是Java初学者，应该也写过类似下边的代码：

Map<String, List<String>> map = new HashMap<String, List<String>>();

这还算好的，如果类型更加复杂，那么这句话会更长，怪不得总是被吐槽Java语言冗长。

假设HashMap提供了这样的方法：

public static <K, V> HashMap<K, V> newInstance() {
            return new HashMap<K, V>();
        }

那么就可以用如下代码来创建对象了：

Map<String, List<String>> map = HashMap.newInstance();

不过现在的Java版本已经具有类型推断的能力了，后边的<>中可以空着。

--------------------

当然，静态工厂方法也存在一些不足：

**1. 有些含有静态工厂方法的类，通常不再提供共有的或受保护的构造方法，因此也就不能被子类化了。**

比如刚才提到的Collections中的实体类，他们就不能被子类化了。不过这样也是因祸得福，鼓励开发人员更多使用组合而不是继承。