java設計模式之工廠模式
作者：zailushang1996
來源：cnblogs.com/zailushang1996
一、簡單工廠模式
一個栗子：
我喜歡吃面條，抽象一個面條基類，(接口也可以)，這是產品的抽象類。
public abstract class INoodles {
/**
* 描述每種面條啥樣的
*/
public abstract void desc();
}
先來一份蘭州拉面（具體的產品類）：
public class LzNoodles extends INoodles {
@Override
public void desc() {
System.out.println("蘭州拉面 上海的好貴 家里才5 6塊錢一碗");
}
}
程序員加班必備也要吃泡面（具體的產品類）：
public class PaoNoodles extends INoodles {
@Override
public void desc() {
System.out.println("泡面好吃 可不要貪杯");
}
}
還有我最愛吃的家鄉(xiāng)的干扣面（具體的產品類）：
public class GankouNoodles extends INoodles {
@Override
public void desc() {
System.out.println("還是家里的干扣面好吃 6塊一碗");
}
}
準備工作做完了，我們來到一家“簡單面館”（簡單工廠類），菜單如下：
public class SimpleNoodlesFactory {
public static final int TYPE_LZ = 1;//蘭州拉面
public static final int TYPE_PM = 2;//泡面
public static final int TYPE_GK = 3;//干扣面
public static INoodles createNoodles(int type) {
switch (type) {
case TYPE_LZ:
return new LzNoodles();
case TYPE_PM:
return new PaoNoodles();
case TYPE_GK:
default:
return new GankouNoodles();
}
}
}
簡單面館就提供三種面條（產品），你說你要啥，他就給你啥。這里我點了一份干扣面:
/**
* 簡單工廠模式
*/
INoodles noodles = SimpleNoodlesFactory.createNoodles(SimpleNoodlesFactory.TYPE_GK);
noodles.desc();
輸出：
還是家里的干扣面好吃 6塊一碗
特點
1 它是一個具體的類，非接口 抽象類。有一個重要的create()方法，利用if或者 switch創(chuàng)建產品并返回。
2 create()方法通常是靜態(tài)的，所以也稱之為靜態(tài)工廠。
缺點
1 擴展性差（我想增加一種面條，除了新增一個面條產品類，還需要修改工廠類方法）
2 不同的產品需要不同額外參數(shù)的時候 不支持。
二、工廠方法模式
1.模式描述
提供一個用于創(chuàng)建對象的接口(工廠接口)，讓其實現(xiàn)類(工廠實現(xiàn)類)決定實例化哪一個類(產品類)，并且由該實現(xiàn)類創(chuàng)建對應類的實例。
2.模式作用
可以一定程度上解耦，消費者和產品實現(xiàn)類隔離開，只依賴產品接口(抽象產品)，產品實現(xiàn)類如何改動與消費者完全無關。
可以一定程度增加擴展性，若增加一個產品實現(xiàn)，只需要實現(xiàn)產品接口，修改工廠創(chuàng)建產品的方法，消費者可以無感知（若消費者不關心具體產品是什么的情況）。
可以一定程度增加代碼的封裝性、可讀性。清楚的代碼結構，對于消費者來說很少的代碼量就可以完成很多工作。
等等。//TODO
另外，抽象工廠才是實際意義的工廠模式，工廠方法只是抽象工廠的一個比較常見的情況。
3.適用場景
消費者不關心它所要創(chuàng)建對象的類(產品類)的時候。
消費者知道它所要創(chuàng)建對象的類(產品類)，但不關心如何創(chuàng)建的時候。
例如：hibernate里通過sessionFactory創(chuàng)建session、通過代理方式生成ws客戶端時，通過工廠構建報文中格式化數(shù)據(jù)的對象。
4.模式要素
提供一個產品類的接口。產品類均要實現(xiàn)這個接口(也可以是abstract類，即抽象產品)。
提供一個工廠類的接口。工廠類均要實現(xiàn)這個接口(即抽象工廠)。
由工廠實現(xiàn)類創(chuàng)建產品類的實例。工廠實現(xiàn)類應有一個方法，用來實例化產品類。
5.類圖
6.模式實例代碼
工廠：
package com.demoFound.factoryMethod.factory;
import com.demoFound.factoryMethod.message.IMyMessage;
/**
* 工廠方法模式_工廠接口
*
* @author popkidorc
*
*/
public interface IMyMessageFactory {
public IMyMessage createMessage(String messageType);
}
package com.demoFound.factoryMethod.factory;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import com.demoFound.factoryMethod.message.IMyMessage;
import com.demoFound.factoryMethod.message.MyMessageEmail;
import com.demoFound.factoryMethod.message.MyMessageOaTodo;
import com.demoFound.factoryMethod.message.MyMessageSms;
/**
* 工廠方法模式_工廠實現(xiàn)
*
* @author popkidorc
*
*/
public class MyMessageFactory implements IMyMessageFactory {
@Override
public IMyMessage createMessage(String messageType) {
// 這里的方式是：消費者知道自己想要什么產品；若生產何種產品完全由工廠決定，則這里不應該傳入控制生產的參數(shù)。
IMyMessage myMessage;
Map<String, Object> messageParam = new HashMap<String, Object>();
// 根據(jù)某些條件去選擇究竟創(chuàng)建哪一個具體的實現(xiàn)對象，條件可以傳入的，也可以從其它途徑獲取。
// sms
if ("SMS".equals(messageType)) {
myMessage = new MyMessageSms();
messageParam.put("PHONENUM", "123456789");
} else
// OA待辦
if ("OA".equals(messageType)) {
myMessage = new MyMessageOaTodo();
messageParam.put("OAUSERNAME", "testUser");
} else
// email
if ("EMAIL".equals(messageType)) {
myMessage = new MyMessageEmail();
messageParam.put("EMAIL", "[email protected]");
} else
// 默認生產email這個產品
{
myMessage = new MyMessageEmail();
messageParam.put("EMAIL", "[email protected]");
}
myMessage.setMessageParam(messageParam);
return myMessage;
}
}
產品：
package com.demoFound.factoryMethod.message;
import java.util.Map;
/**
* 工廠方法模式_產品接口
*
* @author popkidorc
*
*/
public interface IMyMessage {
public Map<String, Object> getMessageParam();
public void setMessageParam(Map<String, Object> messageParam);
public void sendMesage() throws Exception;// 發(fā)送通知/消息
}
package com.demoFound.factoryMethod.message;
import java.util.Map;
/**
* 工廠方法模式_虛擬產品類
*
* @author popkidorc
*
*/
public abstract class MyAbstractMessage implements IMyMessage {
private Map<String, Object> messageParam;// 這里可以理解為生產產品所需要的原材料庫。最好是個自定義的對象，這里為了不引起誤解使用Map。
@Override
public Map<String, Object> getMessageParam() {
return messageParam;
}
@Override
public void setMessageParam(Map<String, Object> messageParam) {
this.messageParam = messageParam;
}
}
package com.demoFound.factoryMethod.message;
/**
* 工廠方法模式_email產品
*
* @author popkidorc
*
*/
public class MyMessageEmail extends MyAbstractMessage {
@Override
public void sendMesage() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
if (null == getMessageParam() || null == getMessageParam().get("EMAIL")
|| "".equals(getMessageParam().get("EMAIL"))) {
throw new Exception("發(fā)送短信,需要傳入EMAIL參數(shù)");// 為了簡單起見異常也不自定義了
}// 另外郵件內容，以及其他各種協(xié)議參數(shù)等等都要處理
System.out.println("我是郵件，發(fā)送通知給" + getMessageParam().get("EMAIL"));
}
}
package com.demoFound.factoryMethod.message;
/**
* 工廠方法模式_oa待辦產品
*
* @author popkidorc
*
*/
public class MyMessageOaTodo extends MyAbstractMessage {
@Override
public void sendMesage() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
if (null == getMessageParam()
|| null == getMessageParam().get("OAUSERNAME")
|| "".equals(getMessageParam().get("OAUSERNAME"))) {
throw new Exception("發(fā)送OA待辦,需要傳入OAUSERNAME參數(shù)");// 為了簡單起見異常也不自定義了
}// 這里的參數(shù)需求就比較多了不一一處理了
System.out
.println("我是OA待辦，發(fā)送通知給" + getMessageParam().get("OAUSERNAME"));
}
}
package com.demoFound.factoryMethod.message;
/**
* 工廠方法模式_sms產品
*
* @author popkidorc
*
*/
public class MyMessageSms extends MyAbstractMessage {
@Override
public void sendMesage() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
if (null == getMessageParam()
|| null == getMessageParam().get("PHONENUM")
|| "".equals(getMessageParam().get("PHONENUM"))) {
throw new Exception("發(fā)送短信,需要傳入PHONENUM參數(shù)");// 為了簡單起見異常也不自定義了
}// 另外短信信息，以及其他各種協(xié)議參數(shù)等等都要處理
System.out.println("我是短信，發(fā)送通知給" + getMessageParam().get("PHONENUM"));
}
}
消費者：
package com.demoFound.factoryMethod;
import com.demoFound.factoryMethod.factory.IMyMessageFactory;
import com.demoFound.factoryMethod.factory.MyMessageFactory;
import com.demoFound.factoryMethod.message.IMyMessage;
/**
* 工廠方法模式_消費者類
*
* @author popkidorc
*
*/
public class MyFactoryMethodMain {
public static void main(String[] args) {
IMyMessageFactory myMessageFactory = new MyMessageFactory();
IMyMessage myMessage;
// 對于這個消費者來說，不用知道如何生產message這個產品，耦合度降低
try {
// 先來一個短信通知
myMessage = myMessageFactory.createMessage("SMS");
myMessage.sendMesage();
// 來一個oa待辦
myMessage = myMessageFactory.createMessage("OA");
myMessage.sendMesage();
// 來一個郵件通知
myMessage = myMessageFactory.createMessage("EMAIL");
myMessage.sendMesage();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
三、抽象工廠模式
定義：為創(chuàng)建一組相關或相互依賴的對象提供一個接口，而且無需指定他們的具體類。
類型：創(chuàng)建類模式
類圖：
抽象工廠模式與工廠方法模式的區(qū)別
抽象工廠模式是工廠方法模式的升級版本，他用來創(chuàng)建一組相關或者相互依賴的對象。他與工廠方法模式的區(qū)別就在于，工廠方法模式針對的是一個產品等級結構；而抽象工廠模式則是針對的多個產品等級結構。在編程中，通常一個產品結構，表現(xiàn)為一個接口或者抽象類，也就是說，工廠方法模式提供的所有產品都是衍生自同一個接口或抽象類，而抽象工廠模式所提供的產品則是衍生自不同的接口或抽象類。
在抽象工廠模式中，有一個產品族的概念：所謂的產品族，是指位于不同產品等級結構中功能相關聯(lián)的產品組成的家族。抽象工廠模式所提供的一系列產品就組成一個產品族；而工廠方法提供的一系列產品稱為一個等級結構。我們依然拿生產汽車的例子來說明他們之間的區(qū)別。
明白了等級結構和產品族的概念，就理解工廠方法模式和抽象工廠模式的區(qū)別了，如果工廠的產品全部屬于同一個等級結構，則屬于工廠方法模式；如果工廠的產品來自多個等級結構，則屬于抽象工廠模式。在本例中，如果一個工廠模式提供2.0排量兩廂車和2.4排量兩廂車，那么他屬于工廠方法模式；如果一個工廠模式是提供2.4排量兩廂車和2.4排量三廂車兩個產品，那么這個工廠模式就是抽象工廠模式，因為他提供的產品是分屬兩個不同的等級結構。當然，如果一個工廠提供全部四種車型的產品，因為產品分屬兩個等級結構，他當然也屬于抽象工廠模式了。
抽象工廠模式代碼
interface IProduct1 {
public void show();
}
interface IProduct2 {
public void show();
}
class Product1 implements IProduct1 {
public void show() {
System.out.println("這是1型產品");
}
}
class Product2 implements IProduct2 {
public void show() {
System.out.println("這是2型產品");
}
}
interface IFactory {
public IProduct1 createProduct1();
public IProduct2 createProduct2();
}
class Factory implements IFactory{
public IProduct1 createProduct1() {
return new Product1();
}
public IProduct2 createProduct2() {
return new Product2();
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args){
IFactory factory = new Factory();
factory.createProduct1().show();
factory.createProduct2().show();
}
}
抽象工廠模式的優(yōu)點
抽象工廠模式除了具有工廠方法模式的優(yōu)點外，最主要的優(yōu)點就是可以在類的內部對產品族進行約束。所謂的產品族，一般或多或少的都存在一定的關聯(lián)，抽象工廠模式就可以在類內部對產品族的關聯(lián)關系進行定義和描述，而不必專門引入一個新的類來進行管理。
抽象工廠模式的缺點
產品族的擴展將是一件十分費力的事情，假如產品族中需要增加一個新的產品，則幾乎所有的工廠類都需要進行修改。所以使用抽象工廠模式時，對產品等級結構的劃分是非常重要的。
適用場景
當需要創(chuàng)建的對象是一系列相互關聯(lián)或相互依賴的產品族時，便可以使用抽象工廠模式。說的更明白一點，就是一個繼承體系中，如果存在著多個等級結構（即存在著多個抽象類），并且分屬各個等級結構中的實現(xiàn)類之間存在著一定的關聯(lián)或者約束，就可以使用抽象工廠模式。假如各個等級結構中的實現(xiàn)類之間不存在關聯(lián)或約束，則使用多個獨立的工廠來對產品進行創(chuàng)建，則更合適一點。
總結
無論是簡單工廠模式，工廠方法模式，還是抽象工廠模式，他們都屬于工廠模式，在形式和特點上也是極為相似的，他們的最終目的都是為了解耦。在使用時，我們不必去在意這個模式到底工廠方法模式還是抽象工廠模式，因為他們之間的演變常常是令人琢磨不透的。經常你會發(fā)現(xiàn)，明明使用的工廠方法模式，當新需求來臨，稍加修改，加入了一個新方法后，由于類中的產品構成了不同等級結構中的產品族，它就變成抽象工廠模式了；而對于抽象工廠模式，當減少一個方法使的提供的產品不再構成產品族之后，它就演變成了工廠方法模式。
所以，在使用工廠模式時，只需要關心降低耦合度的目的是否達到了。