Java设计模式中的工厂模式详解
作者：十维豆脑
一、定义
工厂方法模式（Factory Method Pattern）：创新型模式之一，简称工厂模式，通过定义工厂父类负责定义创建对象的公共接口，而子类则负责生成具体的对象。
二、UML类图
三、角色职责
- 抽象产品（Product）：它是定义产品的接口，是工厂方法模式所创建对象的超类型，也就是产品对象的公共父类。
- 具体产品（Concrete Product）：它实现了抽象产品接口，某种类型的具体产品由专门的具体工厂创建，具体工厂和具体产品之间一一对应。
- 抽象工厂（Factory）：在抽象工厂类中声明了工厂方法（Factory Method），用于返回一个产品。抽象工厂是工厂方法模式的核心,所有创建对象的工厂类都必须实现该接口。
- 具体工厂（Concrete Factory）：它是抽象工厂类的子类,实现了在抽象工厂中声明的工厂方法，并可由客户端调用，返回一个具体产品类的实例。
四、代码实现
前言：在简单工厂模式中，我们每需要增加一个品牌的篮球，就需要修改一次工厂，非常麻烦且复杂，违背了开闭原则。在工厂方法模式中，这个缺陷得到了修复。我们将篮球工厂作为一个抽象工厂，每个品牌的篮球工厂去实现这个抽象工厂，篮球对象的创建由每个工厂去负责，当我们需要新的品牌的篮球时，只需要添加篮球工厂与篮球产品即可，提高了程序的扩展性。
抽象篮球接口（抽象产品类 abstract Product）
public interface BasketBall {
void shot();
}阿迪达斯篮球（具体产品类 Concrete Product）
public class AdidasBasketBall implements BasketBall {
@Override
public void shot() {
System.out.println("使用阿迪达斯篮球投篮");
}
}耐克篮球（具体产品类 Concrete Product）
public class NikeBasketBall implements BasketBall {
@Override
public void shot() {
System.out.println("使用耐克篮球投篮");
}
}斯伯丁篮球（具体产品类 Concrete Product）
public class SpaldingBasketBall implements BasketBall {
@Override
public void shot() {
System.out.println("使用斯伯丁篮球投篮");
}
}抽象篮球工厂接口（抽象工厂类 Factory）
public interface BasketBallFactory {
public BasketBall make();
}阿迪达斯篮球工厂（具体工厂类 Concrete Factory）
public class AdidasBasketBallFactory implements BasketBallFactory {
@Override
public BasketBall make() {
return new AdidasBasketBall();
}
}耐克篮球工厂（具体工厂类 Concrete Factory）
public class NikeBasketBallFactory implements BasketBallFactory {
@Override
public BasketBall make() {
return new NikeBasketBall();
}
}斯伯丁篮球工厂（具体工厂类 Concrete Factory）
public class SpaldingBasketBallFactory implements BasketBallFactory {
@Override
public BasketBall make() {
return new SpaldingBasketBall();
}
}测试类
public class FactoryMethodTest {
public static void main(String[] args) {
// 使用阿迪达斯篮球投篮
BasketBallFactory adidasBasketBallFactory = new AdidasBasketBallFactory();
adidasBasketBallFactory.make().shot();
// 使用耐克篮球投篮
BasketBallFactory nikeBasketBallFactory = new NikeBasketBallFactory();
nikeBasketBallFactory.make().shot();
// 使用斯伯丁篮球投篮
BasketBallFactory spaldingBasketBallFactory = new SpaldingBasketBallFactory();
spaldingBasketBallFactory.make().shot();
}
}五、源码分析
工厂方法模式应用的地方非常广泛，在Spring中就有很多使用了工厂方法模式的地方。
其中AbstractApplicationContext就是ApplicationContext接口的实现抽象类。
AbstractApplicationContext的子类AbstractRefreshableApplicationContext就实现了这个抽象方法，使用了这个工厂方法去创建了实例。
这样类的设计与真正的实现之间其实是松耦合的，也正好符合了设计的开闭原则。
六、优缺点分析
优点：
- 用户只需要关心所需产品对应的工厂，无需关心创建细节。
- 加入新产品 时, 只需要添加一个具体工厂和具体产品 , 提高可扩展性，符合开闭原则。
- 工厂方法模式中 , 使用工厂类创建产品对象 , 同时隐藏了具体的产品类被实例化的细节 。
缺点：
- 在添加新产品时 , 除了编写新的产品类 , 还要编写该产品类对应的工厂类，增加系统复杂度。
七、适用场景
在日志记录与访问的数据库未知时，会有较多的适用。
客户端对需要对象的类未知时，抽象工厂类通过其子类来指定创建哪个对象。
通过多态性，在程序运行时子类覆盖父类对象，从而使得系统更容易扩展。
八、总结
工厂方法模式中核心的工厂类不再负责对相应子类的创建，而是声明一个子工厂类必须实现的接口，具体的实例化工作由子工厂类去做，提高了程序的扩展性，符合开闭原则。
但在新增一个新产品时，就要新增一个具体工厂和一个具体产品，会增加代码量。
工厂方法模式克服了简单工厂违背开放闭原则的缺点，又保持了封装对象创建过程的优点。
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