前言
学习了简单工厂模式，对创建型模式有一定的概念
而简单工厂模式是一种特殊的工厂方法模式
接下来学习23种设计模式之一：工厂方法模式
目录
简单工厂模式的不足
简单工厂模式通过设置一个工厂类，让用户仅需提供参数就可以创建对象
具体看：设计模式（3）创建型模式 - 简单工厂模式
switch (carType){
case "BMW":
return new CarFactory("BMW") {
@Override
void produce() {
System.out.println("生产宝马中："+carType+"生产成功");
}
};
case "AE86":
return new CarFactory("AE86") {
@Override
void produce() {
System.out.println("生产AE86:"+carType+"生产成功");
}
};
}
问题在于：当需要新产品时，例如我需要生产一个自行车，就需要改动工厂类，即case “Bicycle”，这不符合开闭原则
而且在简单工厂模式中，所有的产品都是由同一个工厂创建，工厂类职责较重，业务逻辑较为复杂，具体产品与工厂类之间的耦合度高，严重影响了系统的灵活性和扩展性
通过工厂方法模式就可以解决
工厂方法模式
定义
工厂方法模式(Factory Method Pattern)又称为工厂模式，也叫虚拟构造器(Virtual Constructor)模式或者多态工厂(Polymorphic Factory)模式，它属于类创建型模式。
在工厂方法模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口，而工厂子类则负责生成具体的产品对象，这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成，即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类
结构
抽象工厂(Creator)角色：是工厂方法模式的核心，与应用程序无关。任何在模式中创建的对象的工厂类必须实现这个接口。
具体工厂(Concrete Creator)角色：这是实现抽象工厂接口的具体工厂类，包含与应用程序密切相关的逻辑，并且受到应用程序调用以创建产品对象。
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。
具体产品(Concrete Product)角色：这个角色实现了抽象产品角色所定义的接口。某具体产品有专门的具体工厂创建，它们之间往往一一对应。扫描二维码关注公众号，回复： 9918981 查看本文章
案例
对于上面的需求：生产自行车
使用工厂方法模式：
定义抽象工厂接口FMPFactory，用来定义具体的工厂，让用户访问该接口来访问具体工厂
定义具体工厂，用来实例化产品
定义抽象产品接口，描述产品的功能
定义具体产品，实现产品功能
package com.company.DesignPatterns;
//抽象工厂类，定义具体工厂的接口
abstract class FMPFactory{
public abstract FMPProduce FMPtoFactory(String type);
}
//生产car的具体工厂
class FMPFactoryCar extends FMPFactory{
@Override
public FMPProduce FMPtoFactory(String type) {
return new Car(type);
}
}
//生产bicycle的具体工厂
class FMPFactoryBicycle extends FMPFactory{
@Override
public FMPProduce FMPtoFactory(String type) {
return new Bicycle(type);
}
}
//产品接口
interface FMPProduce{
public void produce();
}
//汽车产品
class Car implements FMPProduce{
private String type;
public Car(String type) {
this.type=type;
}
@Override
public void produce() {
System.out.println("生产："+type+"...生产成功");
}
}
//自行车产品
class Bicycle implements FMPProduce{
private String type;
public Bicycle(String type) {
this.type = type;
}
@Override
public void produce() {
System.out.println("生产："+type+"...生产成功");
}
}
public class FMP {
public static void main(String[] args){
FMPFactory factory=new FMPFactoryCar();
factory.FMPtoFactory("BMW").produce();
}
}
当我需要生产自行车时，即new FMPFactoryBicycle （）就行
当我还需要新的产品 ：电动车
仅仅创建一个新的工厂，一个新的产品
这就符合开闭原则
//生产电动车的具体工厂
class FMPFactoryElectricCar extends FMPFactory{
@Override
public FMPProduce FMPtoFactory(String type) {
return new ElectricCar(type);
}
}
//电动车产品
class ElectricCar implements FMPProduce{
private String type;
public ElectricCar(String type) {
this.type = type;
}
@Override
public void produce() {
System.out.println("生产："+type+"...生产成功");
}
}
public class FMP {
public static void main(String[] args){
FMPFactory factory=new FMPFactoryCar();
factory.FMPtoFactory("BMW").produce();
FMPFactory factory1=new FMPFactoryElectricCar();
factory1.FMPtoFactory("艾玛电动车").produce();
}
}
工厂方法模式的优缺点
优点：
- 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(黑箱化)
- 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。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式，是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类
- 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：
- 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
- 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
模式应用
- java.util.Collection接口的iterator()方法
以前学习迭代器知道这是一种设计模式，现在知道了它是基于工厂方法模式设计的
List list=new LinkedList<>();
Iterator iterator=list.iterator();
Iterator是一个接口：
ListIterator接口继承Iterator接口
而LinkedList中负责迭代的是ListItr类：return ListItr类
这下明白了，对于LinkedList的迭代器遍历中：
List是抽象工厂、LinkedList是具体工厂
ListIterator（Iterator）接口是抽象产品，ListItr是具体产品
通过工厂方法模式设计迭代器：提供一种方法访问一个容器（container）对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节，创建新的列表容器的迭代器，只需调用工厂就行list.iterator()
- Java消息服务JMS(Java Messaging Service)
- JDBC中的工厂方法
Connection conn=DriverManager.getConnection("jdbc:microsoft:sqlserver://localhost:1433; DatabaseName=DB;user=sa;password=");
Statement statement=conn.createStatement();
ResultSet rs=statement.executeQuery("select * from UserInfo");
模式扩展
- 使用多个工厂方法：在抽象工厂角色中可以定义多个工厂方法，从而使具体工厂角色实现这些不同的工厂方法，这些方法可以包含不同的业务逻辑，以满足对不同的产品对象的需求
- 产品对象的重复使用：工厂对象将已经创建过的产品保存到一个集合（如数组、List等）中，然后根据客户对产品的请求，对集合进行查询。如果有满足要求的产品对象，就直接将该产品返回客户端；如果集合中没有这样的产品对象，那么就创建一个新的满足要求的产品对象，然后将这个对象在增加到集合中，再返回给客户端
- 多态性的丧失和模式的退化：如果工厂仅仅返回一个具体产品对象，便违背了工厂方法的用意，发生退化，此时就不再是工厂方法模式了。一般来说，工厂对象应当有一个抽象的父类型，如果工厂等级结构中只有一个具体工厂类的话，抽象工厂就可以省略，也将发生了退化。当只有一个具体工厂，在具体工厂中可以创建所有的产品对象，并且工厂方法设计为静态方法时，工厂方法模式就退化成简单工厂模式
总结
- 工厂方法模式是简单工厂模式的升级版，即克服了缺点：耦合度高且违背开闭原则，继承了优点：黑箱化
- 工厂方法模式结构：抽象工厂、具体工厂、抽象产品、具体产品
- 抽象工厂定义创建产品对象的公共接口（具体工厂），具体工厂负责生成具体产品对象，抽象产品定义产品的规范（具体产品），具体产品实现抽象产品的定义
- 工厂方法模式的优点：黑箱化、多态性、可扩展性
- 工厂方法模式的缺点：提高系统的复杂度，增加系统的抽象性与理解难度，提高了实现难度
- 模式应用：迭代器、消息服务JMS、JDBC工厂方法
- 模式扩展：定义多个工厂方法，具体工厂角色实现这些不同的工厂方法；已经创建过的产品保存到一个集合；工厂方法模式退化成简单工厂模式
