无中生有——抽象工厂模式

抽象工厂模式和工厂方法模式的关系

• 抽象工厂模式是工厂方法模式的一个进阶。进阶在哪里？进阶在产品和产品族的”族“。

• 工厂方法模式旨在减少重复的创建对象代码，将创建对象这个任务交给具体的工厂。同时在上一篇工厂方法模式中，有谈到过它的弊端：对应每一种频繁创建的产品(对象)都需要创建一个工厂，那么每增加一个产品，就会至少增加2个类（一个产品，一个具体工厂）。导致类的数量增速很快。那么有什么方法可以解决这个问题？

• 对产品进行分析：某些场景下，对于不同产品，他们会同属于一个产品族。举个例子：美的冰箱，格力冰箱，海尔冰箱。三种冰箱产品，他们是同一产品等级结构。通俗点就是属于同类产品：都是冰箱。再比如：美的空调，格力空调，海尔空调也是同一产品登记结构。那么美的冰箱，美的空调；格力冰箱，格力空调；海尔冰箱，海尔空调。这种都属于美的（或者格力，或者海尔）牌子的一系列产品。他们叫做同一产品族，而对于把同一产品族的创建放到同一个具体工厂里面，这种对工厂方法模式的扩展叫做抽象工厂模式。

• 简单来讲：工厂方法模式是提供创建单一的产品对象。而抽象工厂模式是提供创建一系列产品族的产品对象。

抽象工厂模式

抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或者相互依赖对象的接口

适用场景

• 客户端不依赖于产品类实例如何被创建，实现等细节（同工厂方法模式）
• 强调一系列相关的产品对象（属于同一产品族）一起使用创建对象需要大量重复代码（同工厂方法模式）
• 提供一个产品族的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使客户端不依赖于具体实现

优点

• 将一个系列的产品族统一到一起创建

缺点

• 产品族中扩展新的产品困难，因为涉及到修改顶层接口，这个影响是巨大的！！！三个叹号应该懂我意思吧…

产品等级结构与产品族

• 产品族：都是同一个工厂生产的。

例如，美的空调，美的电冰箱，他们就都是美的工厂生产的，就是同一产品族

• 产品等级结构：是同一种类型的产品。

例如：美的空调，格力空调，都是空调，他们就是同一产品等级结构，都是空调

所以根据产品等级结构和产品族可以唯一确定一个产品。

Code

业务场景

• 美的，海尔，格力三个品牌都有冰箱和空调。

模型分析

• 抽象的冰箱，空调
• 具体品牌的冰箱，空调
• 抽象工厂（可以做成抽象类，也可以是接口）
• 具体工厂

UML

• IFactory是最顶层的工厂接口，定义了创建一个产品族的功能。
  • 抽象工厂模式，不好扩展的一点是因为，如果产品族中新增产品，那么就需要改动接口，改动接口，就会牵动所有的实现类，这就违反了开闭原则，且改动影响过大。
• GreeFactory，MideaFactory，HaierFactory这三个是具体的厂商，他们都可以生产自己品牌的冰箱和空调
• Firdge和其子类，以及AirConditioner和其子类都是同一产品等级下面不同牌子的产品。
  

代码

• 定义产品等级结构：冰箱和空调

/**
 * 冰箱
 */
public abstract class Fridge {

    // 品牌
    protected String brand;

    Fridge(String brand) {
        this.brand = brand;
    }


    protected abstract void show();
}

/**
 * 空调
 */
public abstract class AirConditioner {

    // 品牌
    protected String brand;

    AirConditioner(String brand) {
        this.brand = brand;
    }


    protected abstract void show();
}

• 定义不同品牌的产品实例：分别是美的，格力，海尔

/**
 * 美的冰箱
 * @author zhongyuan.zhao
 * @date 2020-05-23 15:39
 */
public class MideaFridge extends Fridge {

    public MideaFridge(){
        super("美的冰箱");
    }

    @Override
    protected void show() {
        System.out.println( this.brand);
    }
}

/**
 * 美的空调
 * @author zhongyuan.zhao
 * @date 2020-05-23 21:36
 */
public class MideaAirConditioner extends AirConditioner{

    MideaAirConditioner() {
        super("美的空调");
    }

    @Override
    protected void show() {
        System.out.println(this.brand);
    }
}

/**
 * 格力冰箱
 */
public class GreeFridge extends Fridge {

    public GreeFridge(){
        super("格力冰箱");
    }

    @Override
    protected void show() {
        System.out.println(this.brand);
    }
}

/**
 * 格力空调
 */
public class GreeAirConditioner extends AirConditioner {

    GreeAirConditioner() {
        super("格力空调");
    }

    @Override
    protected void show() {
        System.out.println(this.brand);
    }
}

/**
 * 海尔冰箱
 */
public class HaierFridge extends Fridge {

    public HaierFridge(){
        super("海尔冰箱");
    }

    @Override
    protected void show() {
        System.out.println(this.brand);
    }
}

/**
 * 海尔空调
 */
public class HaierAirConditioner extends AirConditioner{

    HaierAirConditioner() {
        super("海尔空调");
    }

    @Override
    protected void show() {
        System.out.println(this.brand);
    }
}

• 定义产品族抽象创建工厂

/**
 * 产品族工厂
 */
public interface IFactory {

    /**
     * 创建冰箱
     *
     * @return
     */
    Fridge createFridge();

    /**
     * 创建空调
     * @return
     */
    AirConditioner createAirConditioner();

}

• 定义不同品牌产品的具体工厂：美的，格力，海尔

/**
 * 美的工厂
 */
public class MideaFactory implements IFactory {

    @Override
    public Fridge createFridge() {
        return new MideaFridge();
    }

    @Override
    public AirConditioner createAirConditioner() {
        return new MideaAirConditioner();
    }
}

/**
 * 海尔工厂
 */
public class HaierFactory implements IFactory {

    @Override
    public Fridge createFridge() {
        return new HaierFridge();
    }

    @Override
    public AirConditioner createAirConditioner() {
        return new HaierAirConditioner();
    }
}

/**
 * 格力工厂
 */
public class GreeFactory implements IFactory {

    @Override
    public Fridge createFridge() {
        return new GreeFridge();
    }

    @Override
    public AirConditioner createAirConditioner() {
        return new GreeAirConditioner();
    }
}

• 客户端测试类

/**
 * 客户端
 *
 * @author zhongyuan.zhao
 * @date 2020-05-23 15:49
 */
public class MainTest {


    public static void main(String[] args) {
        // 创建格力工厂
        IFactory factory = new GreeFactory();
        // 制造出的就是格力冰箱和空调
        Fridge fridge = factory.createFridge();
        AirConditioner airConditioner = factory.createAirConditioner();
        if (Objects.isNull(fridge) || Objects.isNull(airConditioner)){
            return;
        }
        // 预计打印结果应该是格力冰箱和格力空调
        fridge.show();
        airConditioner.show();
    }
}

• 运行结果
  

抽象工厂模式相关源码——兴趣阅读

jdk

• java.sql.Connection java操作数据库连接的功能定义接口
  • 在这个接口中定义的返回，比如Statement，PreparedStatement等其实都是一个产品族。是抽象工厂模式的一种实现。Statement，PreparedStatement本身也是一个抽象工厂模式的工厂接口。不同的数据库厂商(mysql,oracle等等)实现自己的产品对象(Statement,PreparedStatement)。

开源框架

• mybatis
  • SqlSessionFactory 通过SqlSessionFactory 获取的都是属于同一的产品族。其中SqlSession就是mybatis工作的核心。

综述

• 抽象工厂模式和工厂方法模式之间的区别就是产品族和产品的区别。
• 抽象工厂模式的优点：将同一产品族的创建统一起来。
• 抽象工厂模式的缺点：扩展产品等级结构（比如格力某天要生产电脑）的时候，影响范围会很广，不易扩展。
• 适用场景：有产品族的频繁创建的时候。

再次细品工厂模式（工厂方法模式，抽象工厂模式），本质上，就是让我们在代码中不要有太多的重复的创建相同对象的操作，这种操作会让我们的代码中有大量的重复代码(这是一种代码坏味道)，如果有这种相同对象频繁创建的情况，可以考虑使用工厂模式进行优化。

一句话总结：工厂模式就是防止代码中有太多重复创建相同对象的代码！