Java设计模式之三种工厂模式

工厂模式实现了建立者和调用者的分离，实现了更好的解耦。

 

详细分类：

1) 简单工厂模式(静态工厂模式)；
2) 工厂方法模式；

3) 抽象工厂模式

 

面向对象设计的基本原则：

1)       OCP(开闭原则, Open-Closed Principle)：一个软件的实体应当对扩展开放，对修改关闭。

2)       DIP(依赖倒转原则,Dependence Inversion Principle)：要针对接口编程，不要针对实现编程。

3)       LoD(迪米特法则, Law of Demeter)：只与你直接的朋友通讯，而避免和陌生人通讯。

 

1、简单工厂模式(静态工厂模式)

我喜欢吃面条，抽象一个面条基类，(接口也能够)，这是产品的抽象类。

1 public abstract class INoodles { 2 /** 3  * 描述每种面条啥样的 4 */ 5 public abstract void desc(); 6 }

先来一份兰州拉面（具体的产品类）：

1 public class LzNoodles extends INoodles { 2  @Override 3 public void desc() { 4 System.out.println("兰州拉面 上海的好贵 家里才5 6块钱一碗"); 5  } 6 }

程序员加班必备也要吃泡面（具体的产品类）：

1 public class PaoNoodles extends INoodles { 2  @Override 3 public void desc() { 4 System.out.println("泡面好吃 可不要贪杯"); 5  } 6 }

还有我最爱吃的家乡的干扣面（具体的产品类）：

1 public class GankouNoodles extends INoodles { 2  @Override 3 public void desc() { 4 System.out.println("仍是家里的干扣面好吃 6块一碗"); 5  } 6 }

准备工做作完了，咱们来到一家“简单面馆”（简单工厂类），菜单以下：

 1 public class SimpleNoodlesFactory {  2 public static final int TYPE_LZ = 1;//兰州拉面  3 public static final int TYPE_PM = 2;//泡面  4 public static final int TYPE_GK = 3;//干扣面  5  6 public static INoodles createNoodles(int type) {  7 switch (type) {  8 case TYPE_LZ:  9 return new LzNoodles(); 10 case TYPE_PM: 11 return new PaoNoodles(); 12 case TYPE_GK: 13 default: 14 return new GankouNoodles(); 15  } 16  } 17 }

简单面馆就提供三种面条（产品），你说你要啥，他就给你啥。这里我点了一份干扣面:

1 /** 2  * 简单工厂模式 3 */ 4 INoodles noodles = SimpleNoodlesFactory.createNoodles(SimpleNoodlesFactory.TYPE_GK); 5 noodles.desc()

 

要点：
1)简单工厂模式也叫静态工厂模式，就是工厂类通常使用静态方法，经过接收的参数的不一样的对象的不一样来返回不一样的对象实例。
2)对于增长新产品无能为力！不修改代码的话，是没法扩展的。
3)通常使用较多仍是简单工厂模式。

2、工厂方法模式

工厂方法模式要点：

1)为了不简单工厂模式的缺点，不彻底知足OCP(开闭原则)。

2)工厂方法模式和简单工厂模式最大的不一样在于，简单工厂模式只有一个(对于一个项目或者一个独立模块而言)工厂类，而工厂方法模式有一组实现了相同接口的工厂类。

Car.java接口的源码：

工厂方法模式更加符合开闭原则。弊端是每次扩展都会增长新的类。

3、简单工厂模式和工厂方法模式PK

1)结构复杂度

  从这个角度比较，显然简单工厂模式要占优，简单工厂模式只须要一个工厂类，而工厂方法模式的工厂类随着产品类的个数增长而增长，这无疑会使类的个数愈来愈多，从而增长告终构的复杂程度。

 

2)代码复杂度

   代码复杂度和结构复杂度是一对矛盾，既然简单工厂模式在结构方面相对简洁，那么它在代码方面确定是比工厂方法模式复杂的了。简单工厂模式的工厂类随着产品类的增长须要增长更多方法(或代码)。

 

3)客户端编程难度

   工厂方法模式虽然在工厂类结构中引入了接口从而知足了OCP，可是在客户端编码中须要对工厂类进行实例化。而简单工厂模式的工厂类是个静态类，在客户端无需实例化，这无疑是个吸引人的优势。

 

4)管理上的难度

   这是个关键的问题。

   咱们先谈扩展。众所周知，工厂方法模式彻底知足OCP，即它有很是良好的扩展性。那是否就说明了简单工厂模式就没有扩展性呢？答案是否认的，简单工厂模式一样具有良好的扩展性-----扩展的时候仅须要修改少许的代码(修改工厂类的代码)就能够知足扩展性的要求了。尽管这没有彻底知足OCP，但咱们不须要太拘泥于设计理论，要知道，sun提供的java官方工具包中也有不少没有知足OCP的例子啊。

   而后咱们从维护性的角度分析下，假如某个具体产品类须要进行必定的修改，极可能须要修改对应的工厂类。当同时须要修改多个产品类的时候，对工厂类的修改会变得至关麻烦(对号入座已是个问题了)。反而简单工厂没有这些问题，当多个产品类须要修改时，简单工厂模式仍然仅仅须要修改惟一的工厂类(不管怎样都能改到知足要求吧？大不了把这个类重写)。

 

根据设计理论建议：工厂方法模式。但实际上，咱们通常都用了简单工厂模式。

4、抽象工厂模式

定义：为建立一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，并且无需指定他们的具体类。

类型：建立类模式

类图：

 

抽象工厂模式与工厂方法模式的区别

        抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，他用来建立一组相关或者相互依赖的对象。他与工厂方法模式的区别就在于，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构；而抽象工厂模式则是针对的多个产品等级结构。在编程中，一般一个产品结构，表现为一个接口或者抽象类，也就是说，工厂方法模式提供的全部产品都是衍生自同一个接口或抽象类，而抽象工厂模式所提供的产品则是衍生自不一样的接口或抽象类。

        在抽象工厂模式中，有一个产品族的概念：所谓的产品族，是指位于不一样产品等级结构中功能相关联的产品组成的家族。抽象工厂模式所提供的一系列产品就组成一个产品族；而工厂方法提供的一系列产品称为一个等级结构。咱们依然拿生产汽车的例子来讲明他们之间的区别。

        在上面的类图中，两厢车和三厢车称为两个不一样的等级结构；而2.0排量车和2.4排量车则称为两个不一样的产品族。再具体一点，2.0排量两厢车和2.4排量两厢车属于同一个等级结构，2.0排量三厢车和2.4排量三厢车属于另外一个等级结构；而2.0排量两厢车和2.0排量三厢车属于同一个产品族，2.4排量两厢车和2.4排量三厢车属于另外一个产品族。

        明白了等级结构和产品族的概念，就理解工厂方法模式和抽象工厂模式的区别了，若是工厂的产品所有属于同一个等级结构，则属于工厂方法模式；若是工厂的产品来自多个等级结构，则属于抽象工厂模式。在本例中，若是一个工厂模式提供2.0排量两厢车和2.4排量两厢车，那么他属于工厂方法模式；若是一个工厂模式是提供2.4排量两厢车和2.4排量三厢车两个产品，那么这个工厂模式就是抽象工厂模式，由于他提供的产品是分属两个不一样的等级结构。固然，若是一个工厂提供所有四种车型的产品，由于产品分属两个等级结构，他固然也属于抽象工厂模式了。

 1 interface IProduct1 {  2 public void show();  3 }  4 interface IProduct2 {  5 public void show();  6 }  7  8 class Product1 implements IProduct1 {  9 public void show() { 10 System.out.println("这是1型产品"); 11  } 12 } 13 class Product2 implements IProduct2 { 14 public void show() { 15 System.out.println("这是2型产品"); 16  } 17 } 18 19 interface IFactory { 20 public IProduct1 createProduct1(); 21 public IProduct2 createProduct2(); 22 } 23 class Factory implements IFactory{ 24 public IProduct1 createProduct1() { 25 return new Product1(); 26  } 27 public IProduct2 createProduct2() { 28 return new Product2(); 29  } 30 } 31 32 public class Client { 33 public static void main(String[] args){ 34 IFactory factory = new Factory(); 35  factory.createProduct1().show(); 36  factory.createProduct2().show(); 37  } 38 }

抽象工厂模式的优势：

        抽象工厂模式除了具备工厂方法模式的优势外，最主要的优势就是能够在类的内部对产品族进行约束。所谓的产品族，通常或多或少的都存在必定的关联，抽象工厂模式就能够在类内部对产品族的关联关系进行定义和描述，而没必要专门引入一个新的类来进行管理。

抽象工厂模式的缺点：

       产品族的扩展将是一件十分费力的事情，假如产品族中须要增长一个新的产品，则几乎全部的工厂类都须要进行修改。因此使用抽象工厂模式时，对产品等级结构的划分是很是重要的。

适用场景：

       当须要建立的对象是一系列相互关联或相互依赖的产品族时，即可以使用抽象工厂模式。说的更明白一点，就是一个继承体系中，若是存在着多个等级结构（即存在着多个抽象类），而且分属各个等级结构中的实现类之间存在着必定的关联或者约束，就可使用抽象工厂模式。假如各个等级结构中的实现类之间不存在关联或约束，则使用多个独立的工厂来对产品进行建立，则更合适一点。

 

工厂模式要点：

1)简单工厂模式(静态工厂模式)     虽然某种程度不符合设计原则，但实际使用最多。

2)工厂方法模式    不修改已有类的前提下，经过增长新的工厂类实现扩展。

3)抽象工厂模式    不能够增长产品，能够增长产品族。

应用场景：

1)JDK中Calendar的getInstance方法；

2)JDBC中Connection对象的获取；

3)Hibernate中SessionFactory建立Session;

4)Spring中IOC容器建立管理bean对象；

5)XML解析时的DocumentBuilderFactory建立解析器对象；

6)反射中Class对象的newInstance()。