Factory method và các design pattern nói chung, chắc hẳn anh em đã nghe đến cả trăm ngàn lần rồi. Nhưng liệu anh em đã bao giờ dừng lại và tự hỏi: “Các thư viện Java ứng dụng Factory Method như thế nào?” Đây sẽ là bài mở đầu trong một series thực chiến, nơi chúng ta sẽ cùng nhau khám phá cách mà các thư viện Java ứng dụng design pattern này, cũng như các biến thể thú vị của nó. Hãy cùng tôi bắt đầu hành trình tìm hiểu và áp dụng những kiến thức này vào thực tế!

I. Khái niệm và kiến trúc

Nguyên văn của các bác GoF trong cuốn Design patterns Elements of Reusable Object-Oriented Software

Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate.
Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.

GoF

Nhóm: Creational pattern

Structure tổng quát

Creator: Khai báo phương thức factoryMethod()
Concrete Creator: override factoryMethod() trả về instance của một concreteProduct
Product: định nghĩa interface chung được sử dụng bởi các concreteCreator
Concrete Product: implement Product interface

Như vậy có thể hiểu nôm na là đẩy vai trò khởi tạo cho các subclass. Những tài liệu viết về định nghĩa và cấu trúc đã đủ nhiều rồi, anh em có thể tham khảo tài liệu của GoF, hoặc cuốn Head first Design pattern của O'Reilly.
Không dài dòng nữa, anh em cùng tôi đi vào thực hành tìm hiểu các cách áp dụng pattern này trong các Java library nào.

II. Cách các thư viện Java sử dụng Factory method

Các ví dụ dưới đây được tôi lấy trong cuốn Dive Into DESIGN PATTERNS

1. URLStreamHandlerFactory#createURLStreamHandler()

java.net.URLStreamHandlerFactory#createURLStreamHandler()

Ví dụ đầu tiên là URLStreamHandlerFactory với phương thức createURLStreamHandler trả về một URLStreamHandler theo tham số đầu vào.

• URLStreamHandlerFactory tương ứng với Creator
• FactoryMethod tương ứng với createURLStreamHandler
• URLStreamHandler tương ứng với Product
• DefaultFactory tương ứng với ConcreteCreator.
• Cuối cùng các ConcreateProduct sẽ là subclass của URLStreamHandler, bao gồm các Handler nằm trong các package
  • sun.net.www.protocol.file.Handler
  • sun.net.www.protocol.jar.Handler
  • sun.net.www.protocol.jrt.Handler

Structure được vẽ lại tương ứng như sau

Có thể thấy URLStreamHandlerFactory ốp toàn bộ cấu trúc đã được định nghĩa của GoF, Client chỉ cần gọi phương thức trên và truyền vào protocol mong muốn.

2. Calendar#getInstance()

java.util.Calendar#getInstance()

Factory method còn có các biến thể khác khi Creator và Product được gộp vào làm một như trong ví dụ của java.util.Calendar.
Thay vì nhờ vả anh bạn Creator như ví dụ trên, Calendar tự tạo instance mới bằng cách sử dụng một static method - getInstance()

FactoryMethod() chính là các hàm getInstance(Locale), chấp nhận đầu vào là locale

• locale.getUnicodeLocaleType = buddhist trả về một instance mới của BuddhistCalendar
• locale.getUnicodeLocaleType = japanese trả về một instance mới của JapaneseImperialCalendar
• locale.getUnicodeLocaleType = gregory trả về một instance mới của GregorianCalendar

Như vậy, khi cần Client gọi phương thức Calendar.getInstance() với tham số locale thích hợp sẽ nhận được một sub class của Calendar tương ứng.

3. NumberFormat#getInstance()

java.text.NumberFormat#getInstance()

Ở ví dụ trên, Creator đã được thay thế bởi một static method, không dừng ở đấy, có một biến thể khác khi Product lúc này cũng không có các ConcreteProduct con, mà factoryMethod() chỉ đơn thuần trả về Product với các thuộc tính mang tính phân loại.
Trường hợp của NumberFormat, nó hoàn toàn không khởi tạo class con, nhưng lại khởi tạo các class con về mặt ý nghĩa, vẫn là number format nhưng được dùng cho mục đích format theo dạng số, dạng phần trăm hay format tiền tệ, etc..

4. CharSet#forName()

java.nio.charset.CharSet#forName()

Nếu anh em chưa biết, ngoài vai trò ẩn đi logic khởi tạo, Factory method còn ứng dụng trong việc tối ưu tài nguyên sử dụng bằng cách trả về instance đã được khởi tạo thay vì khởi tạo instance mới.
CharSet.forName() là một ví dụ của phương pháp này. Bằng cách sử dụng cache, CharSet sẽ trả về instance đã được tạo trước đó nếu tham số đầu vào phù hợp, nếu không CharSet sẽ tạo mới và lưu vào cache để tối ưu tài nguyên cho các lần request sau.

III. Lời kết

Qua bài viết này, hy vọng anh em đã có một cái nhìn rõ ràng hơn về cách các thư viện Java sử dụng Factory Method, từ những ví dụ kinh điển như URLStreamHandlerFactory, Calendar, đến những biến thể độc đáo như CharSet hay NumberFormat. Việc hiểu rõ và nắm vững những pattern này không chỉ giúp chúng ta viết code linh hoạt hơn mà còn mở ra nhiều cách tiếp cận sáng tạo trong quá trình phát triển phần mềm. Hãy tiếp tục theo dõi series để cùng khám phá thêm nhiều điều thú vị về các design pattern trong các thư viện Java khác nhé

IV. Tài liệu tham khảo

1. Refactoring Guru: https://refactoring.guru/design-patterns
2. Head first design pattern - O'Reilly
3. Design patterns Elements of Reusable Object-Oriented Software - GoF

Nếu anh em cảm thấy bài viết hữu ích đừng ngần ngại click upvote cho bài viết, hoặc phát hiện ý nào chưa hợp lý hoặc cần giải thích thêm hãy comment cho tôi biết để cùng trao đổi nhé.
Anh em có thể tham khảo các bài viết khác của tôi tại Blog cái nhân hoặc kết nối với tôi qua Linkedin