工厂方法模式

设计模式之工厂方法模式

定义

工厂方法模式(Factory Method Pattern)：定义一个用于创建对象的接口，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。

了解

在简单工厂模式中只提供一个工厂类，该工厂类处于对产品类进行实例化的中心位置，它需要知道每一个产品对象的创建细节，并决定何时实例化哪一个产品类。简单工厂模式最大的缺点是当有新产品要加入到系统中时，必须修改工厂类，需要在其中加入必要的业务逻辑，这违背了“开闭原则”。此外，在简单工厂模式中，所有的产品都由同一个工厂创建，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，而工厂方法模式则可以很好地解决这一问题。在工厂方法模式中，我们不再提供一个统一的工厂类来创建所有的产品对象，而是针对不同的产品提供不同的工厂，系统提供一个与产品等级结构对应的工厂等级结构。

结构图

工厂方法模式提供一个抽象工厂接口来声明抽象工厂方法，而由其子类来具体实现工厂方法，创建具体的产品对象。

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。

示例

重载的工厂方法

在抽象工厂中定义多个重载的工厂方法，在具体工厂中实现了这些工厂方法，这些方法可以包含不同的业务逻辑，以满足对不同产品对象的需求。当然，对于同一个具体工厂而言，无论使用哪个工厂方法，创建的产品类型均要相同。 example:

工厂方法的隐藏

有时候，为了进一步简化客户端的使用，还可以对客户端隐藏工厂方法，此时，在工厂类中将直接调用产品类的业务方法，客户端无须调用工厂方法创建产品，直接通过工厂即可使用所创建的对象中的业务方法。

总结

工厂方法模式是简单工厂模式的延伸，它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。工厂方法模式是使用频率最高的设计模式之一，是很多开源框架和API类库的核心模式。

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。
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。
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。

适用场景

客户端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，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。
抽象工厂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。

code

/**
 * @author Wangzy
 * @Description: 启动类
 * @date 15:52 2019/12/12
 */
public class Boot {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取工厂
//        LoggerFactory factory = new DatebaseLoggerFactory();
//        LoggerFactory factory = new FileLoggerFactory();
//        Logger logger = factory.createLogger();
//        logger.writeLogger();
        // 读取配置文件生成类
        LoggerFactory factory = (LoggerFactory) XMLUtil.getBean();
        Logger logger = factory.createLogger();
        logger.writeLogger();

    }
}

/**
 * @author Wangzy
 * @Description: 数据库记录日志
 * @date 15:50 2019/12/12
 */
public class DatebaseLogger implements Logger {

    @Override
    public void writeLogger() {
        System.out.println("write datebase log!");
    }
}

/**
 * @author Wangzy
 * @Description: 数据方式记录日志工厂类
 * @date 15:49 2019/12/12
 */
public class DatebaseLoggerFactory implements LoggerFactory {


    @Override
    public Logger createLogger() {
        System.out.println("create datebase log!");
        return new DatebaseLogger();
    }

    @Override
    public Logger createLogger(String args) {
        return null;
    }

    @Override
    public Logger createLogger(Object obj) {
        return null;
    }
}

/**
 * @author Wangzy
 * @Description: 文件方式
 * @date 15:47 2019/12/12
 */
public class FileLogger implements Logger {


    @Override
    public void writeLogger() {
        System.out.println("write file log!");
    }
}

/**
 * @author Wangzy
 * @Description: 文件记录日志方式工厂
 * @date 15:45 2019/12/12
 */
public class FileLoggerFactory implements LoggerFactory {


    @Override
    public Logger createLogger() {
        System.out.println("create file method!");
        return new FileLogger();
    }

    @Override
    public Logger createLogger(String args) {
        System.out.println("create file method by args!");
        return new FileLogger();
    }

    @Override
    public Logger createLogger(Object obj) {
        return null;
    }
}

/**
 * @author Wangzy
 * @Description: 抽象产品
 * @date 15:45 2019/12/12
 */
public interface Logger {

    /**
     * @Description: 记录日志
     * @author Wangzy
     * @date 15:48 2019/12/12
     */
    void writeLogger();
}

/**
 * @author Wangzy
 * @Description: 抽象工厂
 * @date 15:42 2019/12/12
 */
public interface LoggerFactory {

    /**
     * @Description: 创建工厂
     * @author Wangzy
     * @date 15:43 2019/12/12
     */
    Logger createLogger();

    /**
     * @Description: 抽象工厂中定义多个重载的工厂方法，在具体工厂中实现了这些工厂方法，这些方法可以包含不同的业务逻辑，以满足对不同产品对象的需求。
     * @author Wangzy
     * @date 16:23 2019/12/12
     */
    Logger createLogger(String args);

    Logger createLogger(Object obj);

    /**
     * @Description: 在抽象工厂类（abstract class）中将直接调用产品类的业务方法，客户端无须调用工厂方法创建产品，直接通过工厂即可使用所创建的对象中的业务方法
     * @author Wangzy
     * @date 16:32 2019/12/12
     */
//    public void writeLog() {
//        Logger logger = this.createLogger();
//        logger.writeLogger();
//    }

}

import org.w3c.dom.Document;
import org.w3c.dom.Node;
import org.w3c.dom.NodeList;

import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import java.io.File;

/**
 * @author Wangzy
 * @Description: XML工具类
 * @date 16:07 2019/12/12
 */
public class XMLUtil {

    /**
     * @Description: 该方法用于从XML配置文件中提取具体类类名，并返回一个实例对象
     * @author Wangzy
     * @date 16:09 2019/12/12
     */
    public static Object getBean() {
        try {
            // 创建DOM文档对象
            DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
            DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();
            Document doc;
            doc = builder.parse(new File("src/config.xml"));

            // 获取包含类名的文本节点
            NodeList nl = doc.getElementsByTagName("className");
            Node classNode = nl.item(0).getFirstChild();
            String cName = classNode.getNodeValue();

            // 通过类名生成实例对象并将其返回
            Class c = Class.forName(cName);
            Object obj = c.newInstance();
            return obj;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

<?xml version="1.0"?>
<config>
    <className>FileLoggerFactory</className>
</config>

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工厂方法的隐藏

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