netty的反射工厂模式

在看 netty 的反射工厂之前，我们先来看一下实际业务项目中，工厂模式是如何使用的。类图交互关系如下图：

实际业务开发可能会用到 Spring 框架，Spring提供了两个特别的接口：ApplicationContextAware 和 InitializingBean。

public interface ApplicationContextAware extends Aware {
    void setApplicationContext(ApplicationContext var1) throws BeansException;
}

BeanFactory 是根接口，也就是我们熟知的管理Bean的工厂，ListableBeanFactory 进一步继承了 BeanFactory，提供了如下一个方法：

     Map getBeansOfType(Class var1) throws BeansException;

该方法可以根据类型获取对应的Bean实例。

而 ApplicationContext 继承的众多接口之一，就是继承了 ListableBeanFactory。ApplicationContext 也称作是 Spring 上下文。这样来看，文章开头的代码就是将 Spring 上下文注入，也就是注入到我们的 TaskManagerFactory 。

另一个 Spring 接口 InitializingBean，只要实现了该接口的 Bean（我们的 TaskFactory 就通过注解配置成了一个 Bean，比如 @Component），就会在属性初始化之后调用

void afterPropertiesSet() throws Exception;

所以经过上述两个接口的方法设置，我们就成功的在 TaskManagerFactory 初始化的时候将实现了 TaskManager 接口的两个对象：TaskManagerImplA和 TaskManagerImplB 添加到了 TaskManagerFactory 的 Map 中。

使用者是需要注入 TaskManagerFactory ，并调用 getTaskManger 方法即可。如果要新增一个 任务处理器，只需要在枚举类中添加数值，然后新建一个 TaskManager 的实现即可。

我们常见的例子是工厂类的get方法中，会通过 if else 判断要获取哪个对象，然后实力化后返回。本质上和上面的案例差不多。

那么 netty 上面是如何运用工厂模式，有什么特别的呢？

反射，没错就是用反射的方法来解耦。反射损耗性能x x x，不过不能脱离环境，我们来看经典的 echo server 代码。

        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        final EchoServerHandler serverHandler = new EchoServerHandler();
        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            b.group(bossGroup, workerGroup)
              // 方法内部创建反射工厂
             .channel(NioServerSocketChannel.class)
             .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 100)
             .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
             .childHandler(new ChannelInitializer() {
                 @Override
                 public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                     ChannelPipeline p = ch.pipeline();
                     if (sslCtx != null) {
                         p.addLast(sslCtx.newHandler(ch.alloc()));
                     }
                     p.addLast(serverHandler);
                 }
             });

            // 方法内部使用反射工厂创建 ServerSocketChannel 对象
            ChannelFuture f = b.bind(PORT).sync();

其中，.channel(NioServerSocketChannel.class) 方法内部实现为：

// 这里的 C 就是 Channel 接口   
public B channel(Class channelClass) {
        return channelFactory(new ReflectiveChannelFactory(
                ObjectUtil.checkNotNull(channelClass, "channelClass")
        ));
}

执行完之后，就是将这个实力化的反射工厂对象 ReflectiveChannelFactory 作为成员变量设置到了 ServerBootstrap中。

而 NioServerSocketChannel 就是 Channel 接口的一种实现类，另外的实现类有 EpollServerSocketChannel 、OioServerSocketChannel（@Deprecated） 等。

在 new ReflectiveChannelFactory 时，我们看下内部实现：

public class ReflectiveChannelFactory implements ChannelFactory {
    private final Constructor constructor;

    public ReflectiveChannelFactory(Class clazz) {
        ObjectUtil.checkNotNull(clazz, "clazz");
        try {
            this.constructor = clazz.getConstructor();
        } 
      ...
    }
}

可见，创建反射工厂时，就已经将 NioServerSocketChannel 的构造器设置进去了。

那么当程序执行 b.bind(PORT).sync(); 这条语句时，我们看下 bind 内部是如何利用之前设置的构造器的？

// bind内部调用的一个方法    
final ChannelFuture initAndRegister() {
        Channel channel = null;
        try {
          // 这一步调用方法
            channel = channelFactory.newChannel();
            init(channel);
        }
}

channelFactory.newChannel(); 这句的 channelFactory 就是之前初始化进去的。然后 newChannel 方法如下：

    public T newChannel() {
        try {
            return constructor.newInstance();
        }
    }

可见，直接利用了上面注入的 constructor，也就是 NioServerSocketChannel 类的构造器来创建具体对象的。

这样的好处是，当我们想要新增一个新的channel类型时，比如新增 KQueueServerSocketChannel ，只需要开发这个新的channel实现，然后在 echoServer 里面修改一条语句（这里先忽略上面的 EventLoopGroup 的修改）：

//将
.channel(NioServerSocketChannel.class)
//修改为：
.channel(KQueueServerSocketChannel.class)  

满足开闭原则。

netty 追求高性能，而反射可能会降低性能，二者矛盾吗？不矛盾，这里的 ServerSocketChannel 相当于是服务器初始化过程中监听的channel，而不是每个连接接入时建立的 channel。对性能没有影响，且应用和维护起来简单。

既然如此，反射工厂模式和文章开头的案例能互换吗？可以，但是看从什么角度考量。

最后，再简单回顾下抽象工厂模式。抽象工厂相当于建立对工厂的抽象，客户端通过实力化不同的工厂，来创建不同种类的对象。如果理解了工厂模式，就可以把抽象工厂当作是工厂模式之上的对工厂的又一层封装。也就不必记忆产品簇产品种类什么的。

感兴趣的可以看看 netty 的源码，简单追踪下即可理解反射工厂的应用，从而对这类设计模式理解更加深刻。