设计模式（七）——工厂模式总结

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工厂模式主要是为创建对象提供过渡接口，以便将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来，达到提高灵活性的目的。

工厂模式可以分为三类：

1）简单工厂模式（Simple Factory）

2）工厂方法模式（Factory Method）

3）抽象工厂模式（Abstract Factory）

这三种模式从上到下逐步抽象，并且更具一般性。

GOF在《设计模式》一书中将工厂模式分为两类：工厂方法模式（Factory Method）与抽象工厂模式（Abstract Factory）。

将简单工厂模式（Simple Factory）看为工厂方法模式的一种特例，两者归为一类。

创建型模式

前面介绍过的三种工厂模式在设计模式的分类中都属于创建型模式。

创建型模式(Creational Pattern)对类的实例化过程进行了抽象，能够将软件模块中对象的创建和对象的使用分离。为了使软件的结构更加清晰，外界对于这些对象只需要知道它们共同的接口，而不清楚其具体的实现细节，使整个系统的设计更加符合单一职责原则。

创建型模式在创建什么(What)，由谁创建(Who)，何时创建(When)等方面都为软件设计者提供了尽可能大的灵活性。创建型模式隐藏了类的实例的创建细节，通过隐藏对象如何被创建和组合在一起达到使整个系统独立的目的。

工厂模式的优点

工厂模式是创建型模式中比较重要的。

工厂模式的主要功能就是帮助我们实例化对象的。之所以名字中包含工厂模式四个字，是因为对象的实例化过程是通过工厂实现的，是用工厂代替new操作的。

这样做的好处是封装了对象的实例化细节，尤其是对于实例化较复杂或者对象的生命周期应该集中管理的情况。会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量。

三种工厂模式之间的演化与区别

简单工厂 ： 用来生产同一等级结构中的任意产品。（对于增加新的产品，主要是新增产品，就要修改工厂类。符合单一职责原则。不符合开放-封闭原则）

工厂方法 ：用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持增加任意产品，新增产品时不需要更改已有的工厂，需要增加该产品对应的工厂。符合单一职责原则、符合开放-封闭原则。但是引入了复杂性）

抽象工厂 ：用来生产不同产品族的全部产品。（增加新产品时，需要修改工厂，增加产品族时，需要增加工厂。符合单一职责原则，部分符合开放-封闭原则，降低了复杂性）

面向对象设计的基本原则：

1)       OCP(开闭原则, Open-Closed Principle)：一个软件的实体应当对扩展开放，对修改关闭。

2)       DIP(依赖倒转原则,Dependence Inversion Principle)：要针对接口编程，不要针对实现编程。

3)       LoD(迪米特法则, Law of Demeter)：只与你直接的朋友通信，而避免和陌生人通信。

一、简单工厂模式(静态工厂模式)

要点：
1)简单工厂模式也叫静态工厂模式，就是工厂类一般使用静态方法，通过接收的参数的不同的对象的不同来返回不同的对象实例。
2)对于增加新产品无能为力！不修改代码的话，是无法扩展的。
3)一般使用较多还是简单工厂模式。

二、工厂方法模式

工厂方法模式要点：

1)为了避免简单工厂模式的缺点，不完全满足OCP(开闭原则)。

2)工厂方法模式和简单工厂模式最大的不同在于，简单工厂模式只有一个(对于一个项目或者一个独立模块而言)工厂类，而工厂方法模式有一组实现了相同接口的工厂类。

Car.java接口的源码：

 

工厂方法模式更加符合开闭原则。弊端是每次扩展都会增加新的类。

三、简单工厂模式和工厂方法模式PK

1)结构复杂度

  从这个角度比较，显然简单工厂模式要占优，简单工厂模式只需要一个工厂类，而工厂方法模式的工厂类随着产品类的个数增加而增加，这无疑会使类的个数越来越多，从而增加了结构的复杂程度。

2)代码复杂度

   代码复杂度和结构复杂度是一对矛盾，既然简单工厂模式在结构方面相对简洁，那么它在代码方面肯定是比工厂方法模式复杂的了。简单工厂模式的工厂类随着产品类的增加需要增加更多方法(或代码)。

3)客户端编程难度

   工厂方法模式虽然在工厂类结构中引入了接口从而满足了OCP，但是在客户端编码中需要对工厂类进行实例化。而简单工厂模式的工厂类是个静态类，在客户端无需实例化，这无疑是个吸引人的优点。

4)管理上的难度

   这是个关键的问题。

   我们先谈扩展。众所周知，工厂方法模式完全满足OCP，即它有非常良好的扩展性。那是否就说明了简单工厂模式就没有扩展性呢？答案是否定的，简单工厂模式同样具备良好的扩展性-----扩展的时候仅需要修改少量的代码(修改工厂类的代码)就可以满足扩展性的要求了。尽管这没有完全满足OCP，但我们不需要太拘泥于设计理论，要知道，sun提供的java官方工具包中也有很多没有满足OCP的例子啊。

   然后我们从维护性的角度分析下，假如某个具体产品类需要进行一定的修改，很可能需要修改对应的工厂类。当同时需要修改多个产品类的时候，对工厂类的修改会变得相当麻烦(对号入座已经是个问题了)。反而简单工厂没有这些问题，当多个产品类需要修改时，简单工厂模式仍然仅仅需要修改唯一的工厂类(无论怎样都能改到满足要求吧？大不了把这个类重写)。

根据设计理论建议：工厂方法模式。但实际上，我们一般都用了简单工厂模式。

四、抽象工厂模式

抽象工厂模式：

1)用来生产不同产品族的全部产品。(对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族)。

2)抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，在有多个业务品种、业务分类时，通过抽象工厂模式产生需要的对象是一种非常好的解决方式。

上图发动机、座椅、轮胎是一个产品族，而这些产品又分为高档、中档、低档，在两个维度变化。

工厂模式要点：

1)简单工厂模式(静态工厂模式)

   虽然某种程度不符合设计原则，但实际使用最多。

2)工厂方法模式

   不修改已有类的前提下，通过增加新的工厂类实现扩展。

3)抽象工厂模式

   不可以增加产品，可以增加产品族。

应用场景：

1)JDK中Calendar的getInstance方法；

2)JDBC中Connection对象的获取；

3)Hibernate中SessionFactory创建Session;

4)Spring中IOC容器创建管理bean对象；

5)XML解析时的DocumentBuilderFactory创建解析器对象；

6)反射中Class对象的newInstance()。