Java设计模式之三种工厂模式
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信，而避免和陌生人通信。
一、简单工厂模式(静态工厂模式)
下面以汽车为例介绍工厂模式：
Car接口是汽车行为的抽象：
Car.java源码如下：
package com.bjsxt.factory.simplefactory;
public interface Car {
void run();
}
Audi.java源码如下：
package com.bjsxt.factory.simplefactory;
public class Audi implements Car {
@Override
public void run() {
System.out.println("奥迪在跑！");
}
}
Byd.java源码如下：
package com.bjsxt.factory.simplefactory;
public class Byd implements Car {
@Override
public void run() {
System.out.println("比亚迪在跑！");
}
}
package com.bjsxt.factory.simplefactory;
/**
* 在没有工厂模式的情况下测试
*/
public class Client01 { //调用者
public static void main(String[] args) {
Car c1 = new Audi();
Car c2 = new Byd();
c1.run();
c2.run();
}
}
CarFactory.java源码，这个类专门负责创建对象：
package com.bjsxt.factory.simplefactory;
public class CarFactory {
public static Car createCar(String type){
if("奥迪".equals(type)){
return new Audi();
}else if("比亚迪".equals(type)){
return new Byd();
}else{
return null;
}
}
}
CarFactory2.java源码如下：
package com.bjsxt.factory.simplefactory;
/**
* 简单工厂类
*/
public class CarFactory2 {
public static Car createAudi() {
return new Audi();
}
public static Car createByd() {
return new Byd();
}
}
package com.bjsxt.factory.simplefactory;
/**
* 简单工厂情况下
*
* @author 尚学堂高淇 www.sxt.cn
*
*/
public class Client02 { // 调用者
public static void main(String[] args) {
Car c1 = CarFactory.createCar("奥迪");
Car c2 = CarFactory.createCar("比亚迪");
c1.run();
c2.run();
}
}
要点：
1)简单工厂模式也叫静态工厂模式，就是工厂类一般使用静态方法，通过接收的参数的不同的对象的不同来返回不同的对象实例。
2)对于增加新产品无能为力！不修改代码的话，是无法扩展的。
3)一般使用较多还是简单工厂模式。
二、工厂方法模式
工厂方法模式要点：
1)为了避免简单工厂模式的缺点，不完全满足OCP(开闭原则)。
2)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。
Car.java接口的源码：
package com.bjsxt.factory.factorymethod;
public interface Car {
void run();
}
Audi.java类的源码：
package com.bjsxt.factory.factorymethod;
public class Audi implements Car {
@Override
public void run() {
System.out.println("奥迪在跑！");
}
}
Byd.java类的源码：
package com.bjsxt.factory.factorymethod;
public class Byd implements Car {
@Override
public void run() {
System.out.println("比亚迪在跑！");
}
}
Benz.java类的源码：
package com.bjsxt.factory.factorymethod;
public class Benz implements Car {
@Override
public void run() {
System.out.println("奔驰在跑！");
}
}
汽车工厂CarFactory.java接口的源码：
package com.bjsxt.factory.factorymethod;
public interface CarFactory {
Car createCar();
}
奥迪工厂AudiFactory.java类中的源码：
package com.bjsxt.factory.factorymethod;
public class AudiFactory implements CarFactory {
@Override
public Car createCar() {
return new Audi();
}
}
package com.bjsxt.factory.factorymethod;
public class BydFactory implements CarFactory {
@Override
public Car createCar() {
return new Byd();
}
}
奔驰工厂BenzFactory.java类的源码：
package com.bjsxt.factory.factorymethod;
public class BenzFactory implements CarFactory {
@Override
public Car createCar() {
return new Benz();
}
}
测试类的代码如下：
package com.bjsxt.factory.factorymethod;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Car c1 = new AudiFactory().createCar();
Car c2 = new BydFactory().createCar();
c1.run();
c2.run();
}
}
工厂方法模式更加符合开闭原则。弊端是每次扩展都会增加新的类。
三、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，简单工厂模式只需要一个工厂类，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。
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。
4)管理上的难度
这是个关键的问题。
我们先谈扩展。众所周知，工厂方法模式完全满足OCP，即它有非常良好的扩展性。那是否就说明了简单工厂模式就没有扩展性呢？答案是否定的，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，要知道，sun提供的java官方工具包中也有很多没有满足OCP的例子啊。
然后我们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问题，当多个产品类需要修改时，简单工厂模式仍然仅仅需要修改唯一的工厂类(无论怎样都能改到满足要求吧？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，我们一般都用了简单工厂模式。
四、抽象工厂模式
抽象工厂模式：
1)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)。
2)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。
上图发动机、座椅、轮胎是一个产品族，而这些产品又分为高档、中档、低档，在两个维度变化。
引擎接口Engine.java中的源码：
package com.bjsxt.factory.abstractFactory;
/**
* 引擎接口
* @author Administrator
*
*/
public interface Engine {
void run();
void start();
}
/**
* 高档引擎
* @author Administrator
*
*/
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！");
}
}
/**
* 低档引擎
* @author Administrator
*
*/
class LowEngine implements Engine{
@Override
public void run() {
System.out.println("转的慢！");
}
@Override
public void start() {
System.out.println("启动慢!");
}
}
座椅接口Seat.java中的源码：
package com.bjsxt.factory.abstractFactory;
/**
* 座椅接口
*/
public interface Seat {
void massage();
}
/**
* 高档座椅
*/
class LuxurySeat implements Seat {
@Override
public void massage() {
System.out.println("可以自动按摩！");
}
}
/**
* 低档座椅
*/
class LowSeat implements Seat {
@Override
public void massage() {
System.out.println("不能按摩！");
}
}
轮胎接口Tyre.java中的源码：
package com.bjsxt.factory.abstractFactory;
/**
* 轮胎接口
*/
public interface Tyre {
void revolve();
}
/**
* 高档轮胎接口
*/
class LuxuryTyre implements Tyre {
@Override
public void revolve() {
System.out.println("旋转不磨损！");
}
}
/**
* 低档轮胎接口
*/
class LowTyre implements Tyre {
@Override
public void revolve() {
System.out.println("旋转磨损快！");
}
}
接口CarFactory.java中的源码：
package com.bjsxt.factory.abstractFactory;
/**
* 汽车工厂类
*/
public interface CarFactory {
Engine createEngine();
Seat createSeat();
Tyre createTyre();
}
package com.bjsxt.factory.abstractFactory;
/**
* 高端汽车类工厂
*/
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();
}
}
LowFactory.java中的源码：
package com.bjsxt.factory.abstractFactory;
/**
* 低档汽车工厂类
*/
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();
}
}
测试类Client.java中的源码：
package com.bjsxt.factory.abstractFactory;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
CarFactory factory = new LuxuryCarFactory();
Engine e = factory.createEngine();
e.run();
e.start();
}
}
运行结果：
转的快！
启动快!可以自动启停！
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，通过增加新的工厂类实现扩展。
3)抽象工厂模式
不可以增加产品，可以增加产品族。
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创建Session;
4)Spring中IOC容器创建管理bean对象；
5)XML解析时的DocumentBuilderFactory创建解析器对象；
6)反射中Class对象的newInstance()。