设计模式—— 九 ：抽象工厂模式
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什么是抽象工厂模式？
抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是一种比较常用的模式，其定义如下：
| Provide an interface for creating families of related or dependent objects without specifying their concrete classes.（为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无须指定它们 的具体类。） |
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。和工厂方法模式相比，抽象工厂模式中 的具体工厂不只是创建一种产品，它负责创建一族产品。
抽象工厂模式的通用类图如图9-1所示:
抽象工厂模式通用类图中包含几个角色：
- AbstractFactory（抽象工厂）：它声明了一组用于创建一族产品的方法，每一个方法对应一 种产品。
- AbstractFactory（抽象工厂）：它声明了一组用于创建一族产品的方法，每一个方法对应一 种产品。
- AbstractProduct（抽象产品）：它为每种产品声明接口，在抽象产品中声明了产品所具有的 业务方法。
- ConcreteProduct（具体产品）：它定义具体工厂生产的具体产品对象，实现抽象产品接口中 声明的业务方法。
来看一下抽象工厂模式的具体代码，首先有两个互相影响的产品线（也叫做产品族），例如制造汽车的左侧门和右侧门，这两个应该是数量相等的——两个对象之间的约束，每个型号的车门都是不一样的，这是产品等级结 构约束的，我们先看看两个产品族的类图，如图9-2所示：
- 抽象产品类
public abstract class AbstractProductA {
//每个产品共有的方法
public void shareMethod(){
}
//每个产品相同方法，不同实现
public abstract void doSomething();
}
- 产品A1的实现类
public class ProductA1 extends AbstractProductA {
public void doSomething() {
System.out.println("产品A1的实现方法");
}
}
- 产品A2的实现类
public class ProductA2 extends AbstractProductA {
public void doSomething() {
System.out.println("产品A2的实现方法");
}
}
抽象产品类B和B的实现类也是类似的。
- 抽象工厂类
抽象工厂类定义了两个产品族的产品创建，有N个产品族，就应该定义N个创建方法。
public abstract class AbstractCreator {
//创建A产品家族
public abstract AbstractProductA createProductA();
//创建B产品家族
public abstract AbstractProductB createProductB();
}
- 产品等级1的实现类：
public class Creator1 extends AbstractCreator {
// 只生产产品等级为1的A产品
public AbstractProductA createProductA() {
return new ProductA1();
}
// 只生产产品等级为1的B产品
public AbstractProductB createProductB() {
return new ProductB1();
}
}
- 产品等级2的实现类
public class Creator2 extends AbstractCreator {
// 只生产产品等级为2的A产品
public AbstractProductA createProductA() {
return new ProductA2();
}
// 只生产产品等级为2的B产品
public AbstractProductB createProductB() {
return new ProductB2();
}
}
有M个产品等级就应该有M个实现工厂类，在每个实现工厂中，实现不同产品族 的生产任务。
- 场景类
在场景类中，没有任何一个方法与实现类有关系，对于一个产品来说，我们只要知道它 的工厂方法就可以直接产生一个产品对象，无须关心它的实现类。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 定义出两个工厂
AbstractCreator creator1 = new Creator1();
AbstractCreator creator2 = new Creator2();
// 产生A1对象
AbstractProductA a1 = creator1.createProductA();
// 产生A2对象
AbstractProductA a2 = creator2.createProductA();
// 产生B1对象
AbstractProductB b1 = creator1.createProductB();
// 产生B2对象
AbstractProductB b2 = creator2.createProductB();
/** 然后在这里就可以为所欲为了... */
}
}
抽象工厂模式优缺点
抽象工厂模式优点L
- (1) 抽象工厂模式隔离了具体类的生成，使得客户并不需要知道什么被创建。由于这种隔离， 更换一个具体工厂就变得相对容易，所有的具体工厂都实现了抽象工厂中定义的那些公共接 口，因此只需改变具体工厂的实例，就可以在某种程度上改变整个软件系统的行为。
- (2) 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。
- (3) 增加新的产品族很方便，无须修改已有系统，符合“开闭原则”。
抽象工厂模式缺点：
- 增加新的产品等级结构麻烦，需要对原有系统进行较大的修改，甚至需要修改抽象层代码， 这显然会带来较大的不便，违背了“开闭原则”。
抽象工厂模式应用场景
在以下情况下可以考虑使用抽象工厂模式：
- (1) 一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节，这对于所有类型的工 厂模式都是很重要的，用户无须关心对象的创建过程，将对象的创建和使用解耦。
- (2) 系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族。可以通过配置文件等方式来 使得用户可以动态改变产品族，也可以很方便地增加新的产品族。
- (3) 属于同一个产品族的产品将在一起使用，这一约束必须在系统的设计中体现出来。同一个 产品族中的产品可以是没有任何关系的对象，但是它们都具有一些共同的约束，如同一操作 系统下的按钮和文本框，按钮与文本框之间没有直接关系，但它们都是属于某一操作系统 的，此时具有一个共同的约束条件：操作系统的类型。
- (4) 产品等级结构稳定，设计完成之后，不会向系统中增加新的产品等级结构或者删除已有的 产品等级结构。
参考：
【1】：《设计模式之禅》
【2】：《研磨设计模式》
【3】：《Design-Pattern包教不包会(设计模式包教不包会)》
【4】：《design parrern java》
