Effective Java：【1】 使用静态工厂方法

这是 Effective Java 的第一节的标题。本文更多的是摘译该节的内容。

什么是静态工厂方法（static factory methods）

static factory methods 翻译过来就是静态工厂方法。它并不是 GOF 提的设计模式中的一个设计模式。
我们看下面的例子(摘自JDK 1.7)。

publicfinalclassBooleanimplements java.io.Serializable,
        Comparable<Boolean>{

    publicstaticfinalBoolean TRUE =newBoolean(true);
    publicstaticfinalBoolean FALSE =newBoolean(false);
        
    publicstaticBoolean valueOf(boolean b){
        return(b ? TRUE : FALSE);
    }
}

我们要获取一个 Boolean 的一个对象，可以使用构造函数 new Boolean(true) 也可以使用里面的静态方法Boolean.valueOf(true)，后者便是静态工厂方法。

静态工厂方法的优点

和直接使用构造函数相比，静态工厂方法的优点有:

1. 静态工厂方法在方法命名上更具有可读性
   在使用构造函数去构造对象的时候，我们传递不同的参数构造不同类型的对象。如果不看文档的话，我们很难记住传递什么参数能够构造什么样子的对象。用静态的工厂方法就不一样啦，我们可以不同的工厂方法不同名字，我们就可以很容易的记住什么方法名可以构造什么样的对象。关于这一点，在 JDK 中最有说服力的一个例子就是java.util.concurrent.Executors，里面N多的静态工厂方法：newFixedThreadPool、newSingleThreadExecutor、newCachedThreadPool、newScheduledThreadPool等等
2. 静态工厂方法不需要每次在被调用的时候都构造一个新的对象
   也就是说我们调用静态工厂方法返回的可能是缓存的一个对象，而不是一个新的对象。这可以减少创建新的对象，从来提高性能，前面提到的 Boolean 就是一个例子。这对于 immutable 的对象特别有用，读到这里，我翻看了一下 JDK 的源代码，才发现原来 JDK 中原始数据类型（Primitive Data Types）的包装类都是 immutable 的。也就是说只要创建 Boolean、Integer、Long 等的对象，它的值就是不能改变的。我们再看 Integer 提供的静态工厂函数：

    

   publicstaticInteger valueOf(int i){
       assertIntegerCache.high >=127;
       if(i >=IntegerCache.low && i <=IntegerCache.high)
           returnIntegerCache.cache[i +(-IntegerCache.low)];
       returnnewInteger(i);
   }

   上面的代码把出现概率高的 int 做了一个 cache，这样每次只要返回 cache 里的对象，而不用新建一个对象。

3. 静态工厂方法还可以返回该类型的子类对象
   这个特性让静态工厂方法的可扩展性大大的优于构造函数。在 JDK 中最典型的应该是 java.util.EnumSet。EnumSet 本身是 absract，我们无法直接调用它的构造函数。不过我们可以调用它的静态方法 noneOf 来创建对象，RegularEnumSet/JumboEnumSet 都继承至 EnumSet，noneOf 根据参数返回合适的对象。

    

   publicabstractclassEnumSet<E extendsEnum<E>>extendsAbstractSet<E>
       implementsCloneable, java.io.Serializable{
   
       EnumSet(Class<E>elementType,Enum[] universe){
       }
   
       publicstatic<E extendsEnum<E>>EnumSet<E> noneOf(Class<E> elementType){
           if(universe.length <=64)
               returnnewRegularEnumSet<>(elementType, universe);
           else
               returnnewJumboEnumSet<>(elementType, universe);
       }
   }

    

4. 静态工厂方法还可以简化参数化类型的对象创建
   这个优点优点语法糖的味道，不过语法糖人人都喜欢啦。

    

   Map<String,List<String>> m =
       newHashMap<String,List<String>>();
   
   publicstatic<K, V>HashMap<K, V> newInstance(){
       returnnewHashMap<K, V>();
   }
   Map<String,List<String>> m =HashMap.newInstance();

   第一行冗长的代码我们就可以简化成第三行的代码。比较典型的例子就是 guava 中的 Maps （Google collections library）

静态工厂方法的缺点

静态工厂方法当然也有其缺点。

1. 如果我们在一个类中将构造函数设为private，只提供静态工厂方法来创建对象，那么我们就不能通过继承的方式来扩展该类。不过还好的是，在需要进行扩展的时候，我们现在一般提倡用组合而不是继承。
2. 第二个缺点是，静态构造方法不能和其他的静态方法很方便的区分开来。好吧，原文的意思是静态构造方法做的是一等公民（构造函数）的事，却得不到一等公民的待遇。
   为了和普通函数有所区分，原文建议在命名静态工厂方法的时候遵循一定的规则

    

   • valueOf — 返回和参数一样的对象，通常都用作类型转换，比如 Intger.valueOf(int i)
   • of — 和 valueOf 类似。
   • getInstance — 根据参数返回对应的对象，该对象可能是缓存在对象池中的对象。对于单例 singleton，我们使用无参数的 getInstance，并且总是返回同一个对象
   • newInstance — 和 getInstance 一样，不过这个方法的调用每次返回的都是新的对象。
   • getType — 和 getInstance 类似，不过区别是这个方法返回的对象是另外一个不同的类。
   • newType — 和 getType 类似，不过每次返回的都是一个新的对象。