Java设计模式-简单工厂模式

模式内容

简单工厂模式又被称为静态模式，其实现简单，实现过程基本遵循如下过程：

1. 建立产品接口；
2. 具体化产品类；
3. 定义简单工厂，并定义静态方法，生产所有对象。

但是严格意义来说，简单工厂模式并不算一个真正的"设计模式"。

The Simple Factory isn’t actually a Design Pattern; it’s more of a programing idiom. But it is commonly used, so we’ll give it a Head First Pattern Honorable Mention.

在Head First原书中，有上述的提及，说明简单工厂只是一种被开发人员所普遍使用的编程风格。

但是我们还是简单地介绍一下该模式，首先其类图如下：

从类图中我们可以看到，有一个产品接口，并派生了两个具体产品ProductA及ProductB，而工厂的职责便是负责生产这些产品，我们可以有如下的实现。

接口类：

public interface Product {
  public void doSomeThing();
}

产品A类：

public class ProductA implements Pruduct {
  public void doSomeThing() {
    System.out.println("A do...");
  }
}

产品B类：

public class ProductB implements Pruduct {
  public void doSomeThing() {
    System.out.println("B do...");
  }
} 

工厂类：

public ProductFactory {
  public static Product produceProduct(String name) {
    if ("A".equals(name)) {
      return new ProductA();
    } else if ("B".equals(name)) {
      return new ProductB();
    }
  }
}

客户端类：

public class SimpleFactoryClient {

	public static void main(String[] args) {
		Product product = ProductFactory.produceProduct("A");
		product.doSomeThing();
		product = ProductFactory.produceProduct("B");
		product.doSomeThing();
	}
}

通过上述代码，即可使用工厂快速通过参数的不同，动态地获取到不同的产品，并使用产品的方法。

从实现中我们可以看出，对于产品类而言，其具体的创建过程交给了工厂，而客户端在获得产品时，不再需要手动地new创建对象，而时根据产品名称动态地获取到所需要的产品，因此简单工厂能够将对象的创建过程和对象的使用过程隔离。

在Head First中，其使用了Pizza的例子，对简单工厂模式进行说明举例。

该例子也说明了简单工厂的具体模式，不同的是在该类图中依赖关系将其画到了SimplePizzaFactory与Pizza之间，但其意义相同。

JDK中的简单工厂

public class DateFormateTest {

	public static void main(String[] args) {
		DateFormat format = DateFormat.getDateTimeInstance(DateFormat.FULL, DateFormat.SHORT);
		String now = format.format(new Date());
		System.out.println(now);
	}
	
}

通过使用DateFormat format = DateFormat.getDateTimeInstance(DateFormat.FULL, DateFormat.SHORT);可以快速获得一个DateFormat对象，而只需要提供DateStyle和TimeStyle，这便是一个简单工厂模式的应用，在JDK中，DateFormat为一个抽象类，而其子类有SimpleDateFormat类，但通过使用简单工厂，仅需要指定style即可获得格式化类，客户端无需关心具体的格式化类是什么。

不仅如此，在JDK加密算法的实现中，也使用了简单工厂。

public class CipherTest {

	public static void main(String[] args) {
		try {
			KeyGenerator aes = KeyGenerator.getInstance("AES");
			SecretKey secKey = aes.generateKey();
			Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
			cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secKey);
			byte[] encoded = cipher.doFinal("Hello World".getBytes("utf-8"));
			System.out.println(new String(encoded, "utf-8"));
		} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (NoSuchPaddingException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (InvalidKeyException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IllegalBlockSizeException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (BadPaddingException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (UnsupportedEncodingException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

适用场景

• 工厂类需要负责的产品类有限，且产品的数量变化不大；
• 客户端不清楚所需对象的细节，只知道对象的具体名称和使用方式。

优缺点

优点：

• 使用简单工厂可以将产品的创建过程和使用过程隔离，使得使用者无需关注产品的内部结构和创建细节；
• 结合使用配置文件，可以在不修改代码的情况下，动态地修改系统中使用的类（这对于框架设计来说是一个很重要的方式，配置文件为使用者提供了替换和选择相关组件的能力）；
• 将客户端与各个产品解耦，减少类的依赖。

缺点：

• 在工厂类会创建所有产品，当产品增加时，工厂类方法内部需要更改以适配新的产品，破坏了"开闭原则"；
• 不适合产品过多，且产品数量经常变化的情形，过多的产品将导致工厂内部逻辑复杂混乱。

上述代码可访问Github获取。