设计模式之工厂模式

工厂模式（Factory Pattern）属于创建型模式（简单理解就是创建对象的模式），工厂模式可以分为三种，分别是简单工厂模式、工厂方法模式以及抽象工厂模式（后面的两种模式都是基于第一种模式进行的）

什么是工厂模式？

创建对象时不会对客户端直接暴露创建逻辑，而是 通过使用一个共同的接口根据不同的条件来指向具体想要创建的对象。

优点：

解耦：调用方不用负责对象的创建，只需要使用，明确各自的职责

维护方便：后期如果创建对象时需要修改代码，也只需要去工厂方法中修改，易拓展

简单工厂模式

简单工厂角色：

1、工厂类（Creator）角色：工厂方法模式的核心，含有与应用紧密相关的商业逻辑。工厂类在客户端的直接调用下创建产品对象，它往往由一个具体Java 类实现。

2、抽象产品（Product）角色：工厂方法模式所创建的对象的父类，或它们共同拥有的接口。抽象产品角色可以用一个Java 接口或者Java 抽象类实现。

3、具体产品（Concrete Product）角色：工厂方法模式所创建的任何对象都是这个角色的实例，具体产品角色由一个具体Java 类实现。

//抽象产品角色
public interface Car{
      public void drive();
}
//具体产品角色
public class Benz implements Car{
      public void drive() {
         System.out.println("Driving Benz ");
      }
}
public class Bmw implements Car{
      public void drive() {
       System.out.println("Driving Bmw ");
      }
}
//工厂类角色
public class Driver{
            //工厂方法.注意 返回类型为抽象产品角色
             public static Car driverCar(String s)throws Exception{
                   //判断逻辑，返回具体的产品角色给Client
                   if(s.equalsIgnoreCase("Benz"))
                        return new Benz();
                   else if(s.equalsIgnoreCase("Bmw"))
                            return new Bmw();
                     else throw new Exception();
           }
}

优点：

工厂类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“消费”产品；简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割，它提供了专门的工厂类用于创建对象。

客户端无需知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可。

在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。

缺点：

由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。

一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护。

适用环境：工厂类负责创建的对象比较少；客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心。

工厂方法模式

工厂模式跟简单工厂模式的区别在于简单工厂只有一个工厂类，提供了一个工厂方法，由入参决定生产哪个产品，而工厂模式则定义一个工厂接口，不同的产品工厂实现工厂接口，生产的产品由产品工厂决定。

工厂方法模式角色：

1、抽象工厂（Creator）角色：工厂方法模式的核心，与应用程序无关的。任何在模式中创建对象的工厂类必须实现这个接口。在上面的系统中这个角色由Java 接口Creator 扮演；在实际的系统中，这个角色也常常使用抽象Java 类实现。

2、具体工厂（Concrete Creator）角色：实现了抽象工厂接口的具体Java 类。具体工厂角色含有与应用密切相关的逻辑，并且受到应用程序的调用以创建产品对象。

3、抽象产品（Product）角色：工厂方法模式所创建的对象的超类型，也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口。

4、具体产品（Concrete Product）角色：实现了抽象产品角色所声明的接口。工厂方法模式所创建的每一个对象都是某个具体产品角色的实例。

以上面的为例子：将Driver改为接口，新增两个类BenzFactory（Benz工厂类）和BmwFactory（Bmw工厂类）

public interface Driver{
    //生成实例
    Car creator();
}
public class BenzFactory implements Driver{//Benz工厂类
    @Override
    public Car creator{
     return new Benz();
   }
}
public class BmwFactory implements Driver{//Bmw工厂类
    @Override
    public Car creator{
     return new Bmw();
   }
}

优点：

用户只需要关心所需产品对应的工厂，无需关心创建细节，甚至无需知道具体产品类的类名。

使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。工厂方法模式又被称为多态工厂模式，所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。

在系统中加入新产品时，只要添加一个具体工厂和具体产品就可以，系统的可扩展性变得非常好，完全符合“开闭原则”。

缺点：

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。

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反射等技术，增加了系统的实现难度。

适用环境：

一个类不知道它所需要的对象的类：在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对应的工厂即可，具体的产品对象由具体工厂类创建。

一个类通过其子类来指定创建哪个对象：在工厂方法模式中，对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口，而由其子类来确定具体要创建的对象，利用面向对象的多态性和里氏代换原则，在程序运行时，子类对象将覆盖父类对象，从而使得系统更容易扩展。

将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个，客户端在使用时可以无需关心是哪一个工厂子类创建产品子类，需要时再动态指定，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。

比如：1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，"POP3"、"IMAP"、"HTTP"，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。

作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

抽象工厂模式

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，他用来创建一组相关或者相互依赖的对象。他与工厂方法模式的区别就在于，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构；而抽象工厂模式则是针对的多个产品等级结构。在编程中，通常一个产品结构，表现为一个接口或者抽象类，也就是说，工厂方法模式提供的所有产品都是衍生自同一个接口或抽象类，而抽象工厂模式所提供的产品则是衍生自不同的接口或抽象类。

在抽象工厂模式中，有一个产品族的概念：所谓的产品族，是指位于不同产品等级结构中功能相关联的产品组成的家族。抽象工厂模式所提供的一系列产品就组成一个产品族；而工厂方法提供的一系列产品称为一个等级结构。

如果工厂的产品全部属于同一个等级结构，则属于工厂方法模式；如果工厂的产品来自多个等级结构，则属于抽象工厂模式。如果一个工厂模式提供2.0排量两厢车和2.4排量两厢车，那么他属于工厂方法模式；如果一个工厂模式是提供2.4排量两厢车和2.4排量三厢车两个产品，那么这个工厂模式就是抽象工厂模式，因为他提供的产品是分属两个不同的等级结构。

interface IProduct1 {
    public void show();
}
interface IProduct2 {
    public void show();
}

class Product1 implements IProduct1 {
    public void show() {
        System.out.println("这是1型产品");
    }
}
class Product2 implements IProduct2 {
    public void show() {
        System.out.println("这是2型产品");
    }
}

interface IFactory {
    public IProduct1 createProduct1();
    public IProduct2 createProduct2();
}
class Factory implements IFactory{
    public IProduct1 createProduct1() {
        return new Product1();
    }
    public IProduct2 createProduct2() {
        return new Product2();
    }
  }
}

优点：

隔离了具体类的生成，使得用户不需要知道什么被创建了。

当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。

缺点：添加新的产品对像时，难以扩展抽象工厂以便生产新种类的产品。

适用环境：

系统提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使客户端不依赖于实现。

spring中的BeanFactory就是简单工厂模式的体现，根据传入一个唯一的标识来获得bean对象，但是否是在传入参数后创建还是传入参数前创建这个要根据具体情况来定。

通常由应用程序直接使用new创建新的对象，为了将对象的创建和使用相分离，采用工厂模式,即应用程序将对象的创建及初始化职责交给工厂对象。一般情况下,应用程序有自己的工厂对象来创建bean.如果将应用程序自己的工厂对象交给Spring管理,那么Spring管理的就不是普通的bean,而是工厂Bean。