类创建型设计模式：工厂模式

前言

本文章根据刘伟(Sunny) 的设计模式一书记录的笔记，感谢作者的知识分享。

之前所说抽象工厂模式违背了开闭原则,工厂模式在基础上进行优化改进,通过抽象工厂实现.

定义

工厂方法模式(Factory Method Pattern)：定义一个用于创建对象的接口(抽象工厂)，让子类决定将哪一个类实例化。

工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式又简称为工厂模式(Factory Pattern)，又可称作虚拟构造器模式(Virtual Constructor Pattern)或多态工厂模式(Polymorphic Factory Pattern)。工厂方法模式是一种类创建型模式。

实现

在工厂方法模式结构图中包含如下几个角色：

• Product（抽象产品）：它是定义产品的接口，是工厂方法模式所创建对象的超类型，也就是产品对象的公共父类。
• ConcreteProduct（具体产品）：它实现了抽象产品接口，某种类型的具体产品由专门的具体工厂创建，具体工厂和具体产品之间一一对应。
• Factory（抽象工厂）：在抽象工厂类中，声明了工厂方法(Factory Method)，用于返回一个产品。抽象工厂是工厂方法模式的核心，所有创建对象的工厂类都必须实现该接口。
• ConcreteFactory（具体工厂）：它是抽象工厂类的子类，实现了抽象工厂中定义的工厂方法，并可由客户端调用，返回一个具体产品类的实例。

Java代码实现

	//日志记录器接口：抽象产品  
	interface Logger {  
	    public void writeLog();  
	}  
	
	//数据库日志记录器：具体产品  
	class DatabaseLogger implements Logger {  
	    public void writeLog() {  
	        System.out.println("数据库日志记录。");  
	    }  
	}  
	
	//文件日志记录器：具体产品  
	class FileLogger implements Logger {  
	    public void writeLog() {  
	        System.out.println("文件日志记录。");  
	    }  
	}  
	
	//日志记录器工厂接口：抽象工厂  
	interface LoggerFactory {  
	    public Logger createLogger();  
	}  
	
	//数据库日志记录器工厂类：具体工厂  
	class DatabaseLoggerFactory implements LoggerFactory {  
	    public Logger createLogger() {  
	            //连接数据库，代码省略  
	            //创建数据库日志记录器对象  
	            Logger logger = new DatabaseLogger();   
	            //初始化数据库日志记录器，代码省略  
	            return logger;  
	    }     
	}  
	
	//文件日志记录器工厂类：具体工厂  
	class FileLoggerFactory implements LoggerFactory {  
	    public Logger createLogger() {  
	            //创建文件日志记录器对象  
	            Logger logger = new FileLogger();   
	            //创建文件，代码省略  
	            return logger;  
	    }     
	}
	//编写如下客户端测试代码：
	class Client {  
	    public static void main(String args[]) {  
	        LoggerFactory factory;  
	        Logger logger;  
	        factory = new FileLoggerFactory(); //可引入配置文件实现  
	        logger = factory.createLogger();  
	        logger.writeLog();  
	    }  
	}

总结

正如前面所说工厂模式继承了简单工厂模式的优点，同时还弥补了简单工厂模式的不足。

• 优点

  (1) 在工厂方法模式中，工厂方法用来创建客户所需要的产品，同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节，用户只需要关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节，甚至无须知道具体产品类的类名。

  (2) 基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够让工厂可以自主确定创建何种产品对象，而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式，就正是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。

  (3) 使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时，无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无须修改客户端，也无须修改其他的具体工厂和具体产品，而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了，这样，系统的可扩展性也就变得非常好，完全符合“开闭原则”。

• 缺点

  (1) 在添加新产品时，需要编写新的具体产品类，而且还要提供与之对应的具体工厂类，系统中类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销。

  (2) 由于考虑到系统的可扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度，且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术，增加了系统的实现难度。