Java設計模式之三種工廠模式

工廠模式實現了建立者和調用者的分離，實現了更好的解耦。

 

詳細分類：

1) 簡單工廠模式(靜態工廠模式)；
2) 工廠方法模式；

3) 抽象工廠模式

 

面向對象設計的基本原則：

1)       OCP(開閉原則, Open-Closed Principle)：一個軟件的實體應當對擴展開放，對修改關閉。

2)       DIP(依賴倒轉原則,Dependence Inversion Principle)：要針對接口編程，不要針對實現編程。

3)       LoD(迪米特法則, Law of Demeter)：只與你直接的朋友通訊，而避免和陌生人通訊。

 

1、簡單工廠模式(靜態工廠模式)

我喜歡吃麪條，抽象一個麪條基類，(接口也能夠)，這是產品的抽象類。

1 public abstract class INoodles { 2 /** 3  * 描述每種麪條啥樣的 4 */ 5 public abstract void desc(); 6 }

先來一份蘭州拉麪（具體的產品類）：

1 public class LzNoodles extends INoodles { 2  @Override 3 public void desc() { 4 System.out.println("蘭州拉麪 上海的好貴 家裏才5 6塊錢一碗"); 5  } 6 }

程序員加班必備也要吃泡麪（具體的產品類）：

1 public class PaoNoodles extends INoodles { 2  @Override 3 public void desc() { 4 System.out.println("泡麪好吃 可不要貪杯"); 5  } 6 }

還有我最愛吃的家鄉的幹扣面（具體的產品類）：

1 public class GankouNoodles extends INoodles { 2  @Override 3 public void desc() { 4 System.out.println("仍是家裏的幹扣面好吃 6塊一碗"); 5  } 6 }

準備工做作完了，咱們來到一家「簡單面館」（簡單工廠類），菜單以下：

 1 public class SimpleNoodlesFactory {  2 public static final int TYPE_LZ = 1;//蘭州拉麪  3 public static final int TYPE_PM = 2;//泡麪  4 public static final int TYPE_GK = 3;//幹扣面  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 }

簡單面館就提供三種麪條（產品），你說你要啥，他就給你啥。這裏我點了一份幹扣面:

1 /** 2  * 簡單工廠模式 3 */ 4 INoodles noodles = SimpleNoodlesFactory.createNoodles(SimpleNoodlesFactory.TYPE_GK); 5 noodles.desc()

 

要點：
1)簡單工廠模式也叫靜態工廠模式，就是工廠類通常使用靜態方法，經過接收的參數的不一樣的對象的不一樣來返回不一樣的對象實例。
2)對於增長新產品無能爲力！不修改代碼的話，是沒法擴展的。
3)通常使用較多仍是簡單工廠模式。

2、工廠方法模式

工廠方法模式要點：

1)爲了不簡單工廠模式的缺點，不徹底知足OCP(開閉原則)。

2)工廠方法模式和簡單工廠模式最大的不一樣在於，簡單工廠模式只有一個(對於一個項目或者一個獨立模塊而言)工廠類，而工廠方法模式有一組實現了相同接口的工廠類。

Car.java接口的源碼：

工廠方法模式更加符合開閉原則。弊端是每次擴展都會增長新的類。

3、簡單工廠模式和工廠方法模式PK

1)結構複雜度

  從這個角度比較，顯然簡單工廠模式要佔優，簡單工廠模式只須要一個工廠類，而工廠方法模式的工廠類隨着產品類的個數增長而增長，這無疑會使類的個數愈來愈多，從而增長告終構的複雜程度。

 

2)代碼複雜度

   代碼複雜度和結構複雜度是一對矛盾，既然簡單工廠模式在結構方面相對簡潔，那麼它在代碼方面確定是比工廠方法模式複雜的了。簡單工廠模式的工廠類隨着產品類的增長鬚要增長更多方法(或代碼)。

 

3)客戶端編程難度

   工廠方法模式雖然在工廠類結構中引入了接口從而知足了OCP，可是在客戶端編碼中須要對工廠類進行實例化。而簡單工廠模式的工廠類是個靜態類，在客戶端無需實例化，這無疑是個吸引人的優勢。

 

4)管理上的難度

   這是個關鍵的問題。

   咱們先談擴展。衆所周知，工廠方法模式徹底知足OCP，即它有很是良好的擴展性。那是否就說明了簡單工廠模式就沒有擴展性呢？答案是否認的，簡單工廠模式一樣具有良好的擴展性-----擴展的時候僅須要修改少許的代碼(修改工廠類的代碼)就能夠知足擴展性的要求了。儘管這沒有徹底知足OCP，但咱們不須要太拘泥於設計理論，要知道，sun提供的java官方工具包中也有不少沒有知足OCP的例子啊。

   而後咱們從維護性的角度分析下，假如某個具體產品類須要進行必定的修改，極可能須要修改對應的工廠類。當同時須要修改多個產品類的時候，對工廠類的修改會變得至關麻煩(對號入座已是個問題了)。反而簡單工廠沒有這些問題，當多個產品類須要修改時，簡單工廠模式仍然僅僅須要修改惟一的工廠類(不管怎樣都能改到知足要求吧？大不了把這個類重寫)。

 

根據設計理論建議：工廠方法模式。但實際上，咱們通常都用了簡單工廠模式。

4、抽象工廠模式

定義：爲建立一組相關或相互依賴的對象提供一個接口，並且無需指定他們的具體類。

類型：建立類模式

類圖：

 

抽象工廠模式與工廠方法模式的區別

        抽象工廠模式是工廠方法模式的升級版本，他用來建立一組相關或者相互依賴的對象。他與工廠方法模式的區別就在於，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，一般一個產品結構，表現爲一個接口或者抽象類，也就是說，工廠方法模式提供的全部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一樣的接口或抽象類。

        在抽象工廠模式中，有一個產品族的概念：所謂的產品族，是指位於不一樣產品等級結構中功能相關聯的產品組成的家族。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爲一個等級結構。咱們依然拿生產汽車的例子來講明他們之間的區別。

        在上面的類圖中，兩廂車和三廂車稱爲兩個不一樣的等級結構；而2.0排量車和2.4排量車則稱爲兩個不一樣的產品族。再具體一點，2.0排量兩廂車和2.4排量兩廂車屬於同一個等級結構，2.0排量三廂車和2.4排量三廂車屬於另外一個等級結構；而2.0排量兩廂車和2.0排量三廂車屬於同一個產品族，2.4排量兩廂車和2.4排量三廂車屬於另外一個產品族。

        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別了，若是工廠的產品所有屬於同一個等級結構，則屬於工廠方法模式；若是工廠的產品來自多個等級結構，則屬於抽象工廠模式。在本例中，若是一個工廠模式提供2.0排量兩廂車和2.4排量兩廂車，那麼他屬於工廠方法模式；若是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，那麼這個工廠模式就是抽象工廠模式，由於他提供的產品是分屬兩個不一樣的等級結構。固然，若是一個工廠提供所有四種車型的產品，由於產品分屬兩個等級結構，他固然也屬於抽象工廠模式了。

 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("這是1型產品"); 11  } 12 } 13 class Product2 implements IProduct2 { 14 public void show() { 15 System.out.println("這是2型產品"); 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 }

抽象工廠模式的優勢：

        抽象工廠模式除了具備工廠方法模式的優勢外，最主要的優勢就是能夠在類的內部對產品族進行約束。所謂的產品族，通常或多或少的都存在必定的關聯，抽象工廠模式就能夠在類內部對產品族的關聯關係進行定義和描述，而沒必要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，假如產品族中須要增長一個新的產品，則幾乎全部的工廠類都須要進行修改。因此使用抽象工廠模式時，對產品等級結構的劃分是很是重要的。

適用場景：

       當須要建立的對象是一系列相互關聯或相互依賴的產品族時，即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，若是存在着多個等級結構（即存在着多個抽象類），而且分屬各個等級結構中的實現類之間存在着必定的關聯或者約束，就可使用抽象工廠模式。假如各個等級結構中的實現類之間不存在關聯或約束，則使用多個獨立的工廠來對產品進行建立，則更合適一點。

 

工廠模式要點：

1)簡單工廠模式(靜態工廠模式)     雖然某種程度不符合設計原則，但實際使用最多。

2)工廠方法模式    不修改已有類的前提下，經過增長新的工廠類實現擴展。

3)抽象工廠模式    不能夠增長產品，能夠增長產品族。

應用場景：

1)JDK中Calendar的getInstance方法；

2)JDBC中Connection對象的獲取；

3)Hibernate中SessionFactory建立Session;

4)Spring中IOC容器建立管理bean對象；

5)XML解析時的DocumentBuilderFactory建立解析器對象；

6)反射中Class對象的newInstance()。