面试题：Java反射机制与工厂模式结合在复杂架构中的设计与实践

类结构设计

抽象产品类：定义所有具体产品类（模块相关对象）的公共接口。例如：

public interface Product {
    void execute();
}

具体产品类：实现抽象产品类接口，对应各个低耦合模块中的具体对象。例如：

public class ConcreteProductA implements Product {
    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("ConcreteProductA is executing.");
    }
}

public class ConcreteProductB implements Product {
    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("ConcreteProductB is executing.");
    }
}

抽象工厂类：定义创建产品对象的抽象方法。

public abstract class AbstractFactory {
    public abstract Product createProduct();
}

具体工厂类：继承抽象工厂类，实现创建具体产品对象的方法。

public class ConcreteFactoryA extends AbstractFactory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

public class ConcreteFactoryB extends AbstractFactory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new ConcreteProductB();
    }
}

反射的具体应用

通过配置文件获取类名：在实际应用中，可以通过配置文件（如properties文件）来存储具体产品类和具体工厂类的全限定名。例如：

productA.class=com.example.ConcreteProductA
productB.class=com.example.ConcreteProductB
factoryA.class=com.example.ConcreteFactoryA
factoryB.class=com.example.ConcreteFactoryB

利用反射创建对象：在工厂类的创建方法中，通过反射机制根据配置文件中的类名创建对象。以抽象工厂类的创建方法修改为例：

public abstract class AbstractFactory {
    public abstract Product createProduct();

    protected Product createProductByReflection(String className) {
        try {
            Class<?> productClass = Class.forName(className);
            return (Product) productClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

具体工厂类实现：

public class ConcreteFactoryA extends AbstractFactory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return createProductByReflection("com.example.ConcreteProductA");
    }
}

工厂模式的选型

这里选用工厂方法模式。原因如下：

简单工厂模式：不符合开闭原则，每次添加新的产品类都需要修改工厂类的创建逻辑。
工厂方法模式：符合开闭原则，每个具体产品类都有对应的具体工厂类，新增产品类时，只需要新增对应的具体工厂类，无需修改现有工厂类代码，适合本系统可扩展性需求。
抽象工厂模式：适用于创建一系列相关产品对象的场景，而本系统中模块间耦合度低，产品对象相对独立，不需要创建一系列相关产品，故不适合。

处理模块间的依赖关系

通过接口依赖：模块之间通过抽象产品类（接口）进行依赖，而不是直接依赖具体产品类。这样可以降低模块间的耦合度，提高系统的灵活性。例如，某个模块中使用产品对象的代码如下：

public class Module {
    private Product product;

    public Module(Product product) {
        this.product = product;
    }

    public void doSomething() {
        product.execute();
    }
}

依赖注入：在创建模块对象时，通过构造函数或其他方式将所需的产品对象注入到模块中。例如：

AbstractFactory factory = new ConcreteFactoryA();
Product product = factory.createProduct();
Module module = new Module(product);
module.doSomething();

通过这种方式，模块之间的依赖关系由外部（工厂）进行管理，进一步提高了系统的可维护性和灵活性。

面试题：Java反射机制与工厂模式结合在复杂架构中的设计与实践

知识考点

面试题答案

类结构设计

反射的具体应用

工厂模式的选型

处理模块间的依赖关系