工厂模式可分为简单工厂模式 Simple Factory Pattern、工厂方法模式 Factory Method Pattern 和 抽象工厂模式 Abstract Factory Pattern。
简单工厂模式
简单工厂模式实际上是对产品创建逻辑做了统一的封装，包含如下角色：
抽象产品 具体产品的接口（或父类）
具体产品 产品的具体实现
工厂 创建所有产品实例的类
实例
抽象产品
public interface Product {
default void use() {
System.out.println("using " + this);
}
}
具体产品
public class ConcreteProductA implements Product {
}
public class ConcreteProductB implements Product {
}
工厂
根据客户端传来的参数，创建并返回不同的产品。
public class Factory {
public static Product createProduct(ProductType type) throws IllegalArgumentException {
switch (type) {
case TYPE_A:
return new ConcreteProductA();
case TYPE_B:
return new ConcreteProductB();
default:
throw new IllegalArgumentException("undefined product type");
}
}
public enum ProductType {
TYPE_A,
TYPE_B
}
}
测试
Product product = Factory.createProduct(Factory.ProductType.TYPE_A);
product.use();
product = Factory.createProduct(Factory.ProductType.TYPE_B);
product.use();
输出：
using io.binac.designpattern.factory.simplefactory.ConcreteProductA@65e2dbf3
using io.binac.designpattern.factory.simplefactory.ConcreteProductB@4f970963
小结
由于创建产品的方法是静态的，简单工厂模式也称为静态工厂模式。
优点：
- 对客户端隐藏产品实例的创建过程，符合迪米特法则
- 对客户端隐藏具体类，以便在后续版本修改实现
- 如果创建实例时需要先初始化各种参数，在客户端多次创建时，可避免重复编码
缺点：
- 增加产品时，需要修改工厂类，违反开闭原则
- 产品过多时，难以维护
工厂方法模式
工厂方法模式是对简单工厂模式的改进，把工厂角色分为抽象工厂和具体工厂，即包含抽象产品、具体产品、抽象工厂、具体工厂四个角色，每个具体产品对应一个具体工厂。
实例
抽象产品和具体产品代码同简单工厂模式。
抽象工厂
public interface Factory {
Product createProduct();
}
具体工厂
public class ConcreteFactoryA implements Factory {
@Override
public Product createProduct() {
return new ConcreteProductA();
}
}
public class ConcreteFactoryB implements Factory {
@Override
public Product createProduct() {
return new ConcreteProductB();
}
}
测试
Factory factory = new ConcreteFactoryA();
Product product = factory.createProduct();
product.use();
factory = new ConcreteFactoryB();
product = factory.createProduct();
product.use();
输出：
using io.binac.designpattern.factory.factorymethod.ConcreteProductA@65e2dbf3
using io.binac.designpattern.factory.factorymethod.ConcreteProductB@4f970963
小结
优点：
- 拥有简单工厂模式所有优点
- 当需要增加产品时，只需要增加产品类和相应的工厂类即可，符合开闭原则
缺点：
- 增加产品时，类的个数成对增加，增加了系统复杂性
抽象工厂模式
在工厂方法模式中，一个具体产品对应一个具体工厂。如果一个具体工厂可以提供多种相关的产品，称这些产品属于同一个产品族。
例如，A 系列手机配套的是 3.5 mm 接口耳机、Micro-USB 数据线，B 系列手机配套的是蓝牙耳机、USB Type-C 数据线，每种系列的一套配件可以看作是一个产品族。抽象工厂模式通常用于提供成套的产品。
抽象工厂模式同样包含抽象产品、具体产品、抽象工厂、具体工厂四个角色。
实例
抽象产品
public interface ProductA {
default void use() {
System.out.println("using " + this);
}
}
public interface ProductB {
default void use() {
System.out.println("using " + this);
}
}
具体产品
public class ConcreteProductA1 implements ProductA {
}
public class ConcreteProductB1 implements ProductB {
}
public class ConcreteProductA2 implements ProductA {
}
public class ConcreteProductB2 implements ProductB {
}
抽象工厂
public interface Factory {
ProductA createProductA();
ProductB createProductB();
}
这里使用的是接口，也可以用抽象类。
具体工厂
public class ConcreteFactory1 implements Factory {
@Override
public ProductA createProductA() {
return new ConcreteProductA1();
}
@Override
public ProductB createProductB() {
return new ConcreteProductB1();
}
}
public class ConcreteFactory2 implements Factory {
@Override
public ProductA createProductA() {
return new ConcreteProductA2();
}
@Override
public ProductB createProductB() {
return new ConcreteProductB2();
}
}
测试
Factory factory = new ConcreteFactory1();
ProductA productA = factory.createProductA();
productA.use();
ProductB productB = factory.createProductB();
productB.use();
factory = new ConcreteFactory2();
productA = factory.createProductA();
productA.use();
productB = factory.createProductB();
productB.use();
输出：
using io.binac.designpattern.factory.abstractfactory.ConcreteProductA1@65e2dbf3
using io.binac.designpattern.factory.abstractfactory.ConcreteProductB1@4f970963
using io.binac.designpattern.factory.abstractfactory.ConcreteProductA2@61f8bee4
using io.binac.designpattern.factory.abstractfactory.ConcreteProductB2@7b49cea0
小结
优点：
- 拥有简单工厂模式所有优点
- 便于客户端使用同一个产品族中的产品
- 增加新的具体工厂和产品族非常方便，符合开闭原则
缺点：
- 产品族增加新的产品非常麻烦，需要修改所有的工厂类，对开闭原则有倾斜性
实现源码
https://github.com/qianbinbin/DesignPattern/tree/master/src/main/java/io/binac/designpattern/factory
