设计模式之工厂方法模式

factory method design pattern

工厂方法模式的概念、工厂方法模式的结构、工厂方法模式的优缺点、工厂方法模式的使用场景、工厂方法模式的实现示例、工厂方法模式的源码分析

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1、工厂方法的概念

  工厂方法模式，及简单工厂模式的升级版，其抽象了对象的创建，将对象的具体创建延迟到了其子类中。这样，当有新产品加入时，不用再修改已有的工厂类，只需要增加新产品的实现和新产品对应工厂的实现即刻。

2、工厂方法的结构

• 抽象产品：定义产品的行为。
• 具体产品：实现抽象产品，使产品具像化。
• 抽象工厂：定义生产产品的行为。
• 具体工厂：实现抽象工厂，来创建一个具体产品的对象实例。其与具体产品是一对一的关系。

3、工厂方法的优缺点

• 优点：
  • 用户只需要知道具体的产品工厂即刻得到产品，无需了解产品的创建过程。
  • 新增产品时只需要新增具体产品类和其对应的具体工厂类即刻，无需对已有的工厂类进行修改，符合开闭原则的要求。
• 缺点：
  • 当系统中产品过多时，会使系统过于复杂。

4、工厂方法的使用场景

• 需要创建对象的地方。
• 需要灵活的、可扩展的框架。
• 针对同种类不同属性的操作，如数据库中的 mysql、oracle 等。

5、工厂方法的实现示例

抽象产品：

public interface Product {

    /**
     * 定义产品行为
     */
    void behavior();
}

具体产品一：

public class OneProduct implements Product {

    @Override
    public void behavior() {
        System.out.println("我是产品一");
    }
}

具体产品二：

public class TwoProduct implements Product {

    @Override
    public void behavior() {
        System.out.println("我是产品二");
    }
}

抽象工厂：

public interface Factory {

    /**
     * 生产
     * @return
     */
    Product product();
}

具体工厂一：

public class OneFactory implements Factory {

    @Override
    public Product product() {
        return new OneProduct();
    }
}

具体工厂二：

public class TwoFactory implements Factory {

    @Override
    public Product product() {
        return new TwoProduct();
    }
}

测试：

public class FactoryMethodTest {

    public static void main(String[] args) {
        Factory oneFactory = new OneFactory();
        Factory twoFactory = new TwoFactory();

        Product oneProduct = oneFactory.product();
        Product twoProduct = twoFactory.product();

        oneProduct.behavior();
        twoProduct.behavior();
    }
}

测试结果：

我是产品一
我是产品二

6、工厂方法的源码分析

  slf4j 中的 Logger logger = LoggerFactory.getLogger(FactoryMethodTest.class) 就是工厂方法模式的实现体现。其中 Logger 接口就是抽象产品接口，具体产品类如 EventRecodingLogger、SubstituteLogger 等；ILoggerFactory 抽象类就是抽象工厂，SubstituteLoggerFactory 等就是具体工厂类。
  另外 spring 中的 FactoryBean、java.util.concurrent 中的 ThreadFactory、mybatis 中的 SqlSessionFactory 等就是工厂方法模式。

public interface Logger {
  	...
}

public interface ILoggerFactory {

    /**
     * Return an appropriate {@link Logger} instance as specified by the
     * <code>name</code> parameter.
     * 
     * <p>If the name parameter is equal to {@link Logger#ROOT_LOGGER_NAME}, that is 
     * the string value "ROOT" (case insensitive), then the root logger of the 
     * underlying logging system is returned.
     * 
     * <p>Null-valued name arguments are considered invalid.
     *
     * <p>Certain extremely simple logging systems, e.g. NOP, may always
     * return the same logger instance regardless of the requested name.
     * 
     * @param name the name of the Logger to return
     * @return a Logger instance 
     */
    public Logger getLogger(String name);
}

public class SubstituteLoggerFactory implements ILoggerFactory {
  
  	...

    public synchronized Logger getLogger(String name) {
        SubstituteLogger logger = (SubstituteLogger)this.loggers.get(name);
        if (logger == null) {
            logger = new SubstituteLogger(name, this.eventQueue, this.postInitialization);
            this.loggers.put(name, logger);
        }

        return logger;
    }
  
  	...
}