详解Java的工厂方法模式

一、什么是工厂方法模式？

工厂方法模式：也叫虚拟构造器模式或者多态工厂模式，它属于类创建型模式。

在工厂方法模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口，而工厂子类则负责生成具体的产品对象，这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成，即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。

我们知道在现在的真实工厂内分工越来越细，越来越专业化。。各种产品有专门的工厂生产，彻底告别了自给自足的小农经济时代，这大大缩短了产品的生产周期，提高了生产效率。而工厂方法模式即满足了开闭原则，也继承了简单工厂模式的优点。

举例说明：

在简单工厂模式的文章中的可乐工厂，因为只有一个工厂类，所以任何产品都需要在这个类里面去修改和调整，而工厂方法模式就是有多个工厂，每个工厂生产一个产品，如果有需要增加新产品，我们直接再新建一个工厂即可，就不需要在其他工厂的内部再去修改，这样就符合了开闭原则。

二、工厂方法模式的优缺点

优点：

• 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程

• 灵活性增强，对于新产品的创建，只需多写一个相应的工厂类

• 典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类，无须关心其他实现类，满足迪米特法则、依赖倒置原则和里氏替换原则

缺点：

• 类的个数容易过多，增加复杂度

• 增加了系统的抽象性和理解难度

• 抽象产品只能生产一种产品，此弊端可使用抽象工厂模式解决（抽象工厂模式在下一篇文章）

三、模式的结构与实现

结构由以下四个部分组成：

• 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法 newProduct() 来创建产品

• 具体工厂（ConcreteFactory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建

• 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能

• 具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间一一对应

结构图：

四、工厂方法模式代码实现

还是以上一篇文章的可乐工厂为例：

产品有：可口可乐、百事可乐、无糖可乐

在简单工厂模式中只有一个可乐工厂，可以生产三种产品，在工厂方法模式中就可以有多个工厂来生成对应的产品：

• 抽象工厂： 可乐工厂（可以理解成总厂）

• 百事可乐工厂： 生成百事可乐

• 可口可乐工厂： 生成可口可乐

• 无糖可乐工厂： 生成无糖可乐

生产可乐的方法：

/**

 *  提供了产品的接口

 */public interface Cola {

 

    //生产可乐的方法

    public void cola();}

可乐抽象工厂：

/**

 * 可乐抽象工厂(可以理解成可乐总厂，旗下还有很多分厂)

 */public interface ColaFactory {

 

    public Cola newCola();}

生成三种可乐的方法：

可乐可乐：

/**

 * 产品名称：可乐可乐，实现了产品的接口

 */public class CocaCola implements Cola{

 

    @Override

    public void cola() {

        System.out.println("开始生产可口可乐");

    }}

百事可乐：

/**

 *

 * 产品名称：百事可乐，实现了产品的接口

 */public class PepsiCola implements Cola{

 

    @Override

    public void cola() {

        System.out.println("开始生产百事可乐");

    }}

无糖可乐：

/*

 * 产品名称：无糖可乐，实现了产品的接口

 */public class SugarFreeCola implements Cola{

 

    @Override

    public void cola() {

        System.out.println("开始生产无糖可乐");

    }}

三个产品对应三个工厂：

生产可口可乐的工厂：

/**

 *

 * 具体工厂1：可口可乐工厂

 */public class CocaColaFactory implements ColaFactory{

     

    @Override

    public Cola newCola() {

        System.out.println("我是可乐工厂下面的可口可乐工厂");

        return new CocaCola();

    }}

生产百事可乐的工厂：

/**

 *

 * 具体工厂2：百事可乐工厂

 */public class PepsiColaFactory implements ColaFactory{

 

    @Override

    public Cola newCola() {

        System.out.println("我是可乐工厂下面的百事可乐工厂");

        return new PepsiCola();

    }}

生产无糖可乐的工厂：

/*

 * 具体工厂3：无糖可乐工厂

 */public class SugarFreeColaFactory implements ColaFactory{

     

    @Override

    public Cola newCola() {

        System.out.println("我是可乐工厂下面的无糖可乐工厂");

        return new SugarFreeCola();

    }}

到这里目前有：

• 一生产可乐的方法

• 一个可乐工厂（下面有多个小工厂）

• 三个生产三种类型可乐的方法（实现可乐接口）

• 三个可乐工厂（生产三种可乐，实现可乐工厂接口）

测试类：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

 

        try{

 

            //新建一个可乐方法对象

            Cola a;

 

            //新建一个可乐工厂对象

            ColaFactory af;

 

            //告诉可乐工厂，你需要什么可乐，并且通知对应的分工厂

            af = (ColaFactory) new PepsiColaFactory();

            //执行对于生产方法

            a = af.newCola();

            a.cola();

             

        }catch (Exception e ){

            System.out.println(e.getMessage());

        }

    }}

比如我现在需要百事可乐，我在af内传入百事可乐工厂：

我是可乐工厂下面的无糖可乐工厂

开始生产无糖可乐

如果传入CocaColaFactory：

我是可乐工厂下面的可口可乐工厂

开始生产可口可乐

五、总结

这就是工厂方法模式，和简单工厂模式有所不同，在这个模式内有一个抽象工厂接口，也就是你需要增加新产品后，不需要在原本的工厂内去修改代码，而是直接新建一个工厂，去实现抽象工厂即可，也是符合了开闭原则。

当然缺点也就是工厂多了，管理变得复杂，也增加了系统的抽象性和理解难度，而且抽象产品只能生产一种产品，但是此弊端可使用抽象工厂模式解决（抽象工厂模式在下一篇文章）

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