浅谈工厂模式

工厂模式

实现了创建者和调用者的分离。在创建一个对象时不向客户暴露内部细节，并提供一个创建对象的通用接口。

核心本质

实例化对象，用工厂方法代替new操作。
将选择实现类、创建对象统一管理和控制。从而将调用者跟我们的实现类解耦。

详细分类

简单工厂模式：用来生产同一等级结构中的任意产品。（对于增加新的产品，需要修改已有代码）
工厂方法模式：用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持增加任意产品）
抽象工厂模式：用来生产不同产品族的全部产品。（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族）

简单工厂模式

简单工厂模式也叫静态工厂模式，就是工厂类一般是使用静态方法，通过接收的参数的不同来返回不同的对象实例。
对于增加新产品无能为力！不修改代码的话，是无法扩展的。

简单工厂模式的代码如下

//汽车工厂类
public class CarFactory {
    public static  Car createCar(String type){
        if("奥迪".equals(type)){
            return new Audi();
        }else if("奔驰".equals(type)){
            return new Benz();
        }else{
            return null;
        }
    }
}

汽车接口

public interface Car {
    void run();
}

两个汽车接口实现类

public class Audi implements Car {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("奥迪再跑！");
    }
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
public class Benz implements Car {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("奔驰再跑！");
    }
}

客户端类

//调用者
public class Client02 {   
    public static void main(String[] args) {
        Car c1 =CarFactory.createCar("奥迪");
        Car c2 = CarFactory.createCar("奔驰");
        c1.run();
        c2.run();
    }
}

UML图如下

工厂方法

为了避免简单工厂模式的缺点，不完全满足OCP。
工厂方法模式和简单工厂模式最大的不同在于，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。
工厂方法定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化哪个类。工厂方法把实例化操作推迟到子类。
具体栗子如下所示
//汽车接口以及对应的实现类

public interface Car {
    void run();
}

public class Audi implements Car {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("奥迪在跑！");
    }
}

public class Byd implements Car {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("比亚迪在跑！");
    }
}

工厂接口以及对应的实现类

public interface CarFactory {
    Car createCar();
}

public class AudiFactory implements CarFactory {
    @Override
    public Car createCar() {
        return new Audi();
    }
}

public class BydFactory implements CarFactory {
    @Override
    public Car createCar() {
        return new Byd();
    }
}

客户端类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Car c1 = new AudiFactory().createCar();
        Car c2 = new BydFactory().createCar();
        c1.run();
        c2.run();
    }
}

上述代码的uml图如下

工厂方法和简单工厂对比

结构复杂度 ：从结构复杂度比较，显然简单工厂模式要占优。简单工厂模式只需一个工厂类，而工厂方法模式的工厂类随着产品类个数增加而增加，这无疑会使类的个数越来越多，从而增加了结构的复杂程度。
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，那么它在代码方面肯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加需要增加很多方法（或代码），而工厂方法模式每个具体工厂类只完成单一任务，代码简洁。
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满足了OCP，但是在客户端编码中需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点。
*管理上的难度 * ：工厂方法模式完全满足OCP，即它有非常良好的扩展性。简单工厂模式同样具备良好的扩展性——扩展的时候仅需要修改少量的代码（修改工厂类的代码）就可以满足扩展性的要求了。尽管这没有完全满足OCP，但我们不需要太拘泥于设计理论，然后从维护性的角度分析下。假如某个具体产品类需要进行一定的修改，很可能需要修改对应的工厂类。当同时需要修改多个产品类的时候，对工厂类的修改会变得相当麻烦（对号入座已经是个问题了）。反而简单工厂没有这些麻烦，当多个产品类需要修改是，简单工厂模式仍然仅仅需要修改唯一的工厂类。

根据设计理论建议：工厂方法模式。但实际上，我们一般都用简单工厂模式。

抽象工厂

用来生产不同产品族的全部产品。（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族）
抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，在有多个业务品种、业务分类时，通过抽象工厂模式产生需要的对象是一种非常好的解决方式。
抽象工厂的栗子代码如下
//产品接口及其实现类

public interface Engine {
    void run();
    void start();
}

class LuxuryEngine implements Engine{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("转的快！");
    }
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("启动快!可以自动启停！");
    }
}

class LowEngine implements Engine{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("转的慢！");
    }
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("启动慢!");
    }
}

public interface Tyre {
    void revolve();
}

class LuxuryTyre implements Tyre {
    @Override
    public void revolve() {
        System.out.println("旋转不磨损！");
    }
}

class LowTyre implements Tyre {
    @Override
    public void revolve() {
        System.out.println("旋转磨损快！");
    }
}

public interface Seat {
    void massage();
}

class LuxurySeat implements Seat {
    @Override
    public void massage() {
        System.out.println("可以自动***！");
    }
}
class LowSeat implements Seat {
    @Override
    public void massage() {
        System.out.println("不能***！");
    }
}

//抽象工厂及其实现类

public interface CarFactory {
    Engine createEngine();
    Seat createSeat();
    Tyre createTyre();
}

public class LowCarFactory implements CarFactory {
    @Override
    public Engine createEngine() {
        return new LowEngine();
    }
    @Override
    public Seat createSeat() {
        return new LowSeat();
    }
    @Override
    public Tyre createTyre() {
        return new LowTyre();
    }
}

public class LuxuryCarFactory implements CarFactory {
    @Override
    public Engine createEngine() {
        return new LuxuryEngine();
    }
    @Override
    public Seat createSeat() {
        return new LuxurySeat();
    }
    @Override
    public Tyre createTyre() {
        return new LuxuryTyre();
    }
}

//客户端类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CarFactory  factory = new LuxuryCarFactory();
        Engine e = factory.createEngine();
        e.run();
        e.start();
    }
}

抽象工厂的UML图如下所示

总结

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。
工厂方法模式
不修改已有类的前提下，通过增加新的工厂类实现扩展。
抽象工厂模式
不可以增加产品，可以增加产品族！

工厂模式应用场景

JDK中Calendar的getInstance方法
JDBC中Connection对象的获取
Hibernate中SessionFactory创建Session
spring中IOC容器创建管理bean对象
XML解析时的DocumentBuilderFactory创建解析器对象
反射中Class对象的newInstance()