1 前言

儘管簡單工廠模式實現了物件的建立和使用分離，但是仍然存在以下兩個問題：

• 工廠類過於龐大，包含了大量的判斷程式碼，導致維護和測試難度增大
• 系統擴充套件不靈活，如果增加了新的產品型別，必須修改靜態工廠方法的業務邏輯，違反了開閉原則
• 具體產品與工廠類之間的耦合度高，嚴重影響了系統的靈活性和擴充套件性

一個更好的辦法是使用工廠方法模式。

2 工廠方法模式

工廠方法模式：定義一個用於建立物件的介面，讓子類決定將哪一個類例項化。
工廠方法又簡稱工廠模式或虛擬構造器模式或多型工廠模式，讓一個類的例項化延遲到其子類，是一種類建立型模式。
結構圖如下：

工廠方法模式包含以下四個角色：

• Product（抽象產品）：定義產品的介面，是工廠方法模式所建立的超型別，也就是產品物件的公共父類
• ConcreteProduct（具體產品）：實現了抽象產品介面，某種型別的具體產品由專門的具體工廠建立，具體工廠與具體產品一一對應
• Factory（抽象工廠）：在抽象工廠類中，聲明瞭工廠方法，用於返回一個產品。抽象工廠是工廠方法模式的核心，所有建立物件的工廠類都必須實現該介面
• ConcreteFactory（具體工廠）：它是抽象工廠類的子類，實現了抽象工廠中定義的工廠方法，並可由客戶端呼叫，返回一個具體產品類的例項

3 例項

日誌記錄器的設計：該記錄器可以通過多種途徑儲存系統的執行日誌，例如檔案記錄或者資料庫記錄。

程式碼如下：

public class Test
{
    public static void main(String[] args) {
        LoggerFactory factory = new FileLoggerFactory();        
        Logger logger = factory.createLogger();
        logger.log();
    }
}

//抽象產品
interface Logger
{
    void log();
}

//具體產品:DatabaseLogger
class DatabaseLogger implements Logger
{
    public void log()
    {
        System.out.println("資料庫日誌記錄");
    }
}

//具體產品:FileLogger
class FileLogger implements Logger
{
    public void log()
    {
        System.out.println("檔案日誌記錄");
    }
}

//抽象工廠
interface LoggerFactory
{
    Logger createLogger();
}

//具體工廠:DatabaseLoggerFactory
class DatabaseLoggerFactory implements LoggerFactory
{
    public Logger createLogger()
    {
        return new DatabaseLogger();
    }
}

//具體工廠:FileLoggerFactory
class FileLoggerFactory implements LoggerFactory
{
    public Logger createLogger()
    {
        return new FileLogger();
    }
}
 

4 隱藏

可以把抽象工廠設定為抽象類，工廠方法直接可以對客戶端隱藏，也就是說可以直接通過抽象工廠呼叫具體產品類的業務方法，客戶端無需建立具體產品，直接通過工廠類呼叫即可，程式碼修改如下（抽象產品以及具體產品類不用修改）：

//抽象工廠
abstract class LoggerFactory
{
    public void log()
    {
        this.createLogger().log();
    }
    public abstract Logger createLogger();
}

//具體工廠:DatabaseLoggerFactory
class DatabaseLoggerFactory extends LoggerFactory
{
    public Logger createLogger()
    {
        return new DatabaseLogger();
    }
}

//具體工廠:FileLoggerFactory
class FileLoggerFactory extends LoggerFactory
{
    public Logger createLogger()
    {
        return new FileLogger();
    }
}

public class Test
{
    public static void main(String[] args) {
        LoggerFactory factory = new FileLoggerFactory();
        factory.log();
    }
}
 

5 主要優點

• 封裝細節：工廠方法用來建立客戶所需要的產品，同時還向客戶隱藏了哪種具體產品類將被例項化這一細節，使用者只需關心所需產品對應的工廠，無需關心建立細節，甚至無須知道具體產品類的類名
• 多型：工廠方法的多型效能夠讓工廠可以自主確定建立何種產品物件，而如何建立物件的細節則完全封裝在具體工廠內部
• 擴充套件性好：加入新產品時無須修改抽象工廠，抽象產品的介面，也無須修改客戶端與其他的具體產品和具體工廠，只需要增加一個具體工廠以及具體產品，系統擴充套件性很好，完全符合開閉原則

6 主要缺點

• 類數量多：在新增新產品時，需要編寫新的具體產品類，而且還要提供與之對應的具體工廠類，系統中類的個數將成對增加，一定程度上增加了系統的複雜度，有更多的類需要編譯和執行，給系統帶來額外開銷
• 增加理解難度：基於系統的擴充套件性需要引入抽象層，在客戶端中均使用了抽象層的定義，增加了系統的抽象性以及理解難度

7 適用場景

• 客戶端不知道其所需要的物件的類：在工廠方法模式中，客戶端不需要知道具體的產品類名，只需要知道所對應的工廠即可
• 抽象工廠類通過子類來指定建立哪個物件：工廠方法模式中，抽象工廠類只需要提供一個建立產品的介面，而有其子類來確定具體要建立的物件，利用面向物件的多型性和里氏代換原則，在程式執行時，子類物件將覆蓋父類物件，從而使得系統更加容易擴充套件

8 總結