23天读懂23种设计模式：抽象工厂设计模式（创建型）

创建型模式是用来创建对象的模式，抽象了实例化的过程，帮助一个系统独立于其他关联对象的创建、组合和表示方式。

抽象工厂模式的目的：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。

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抽象工厂模式也是创建型的设计模式之一，本文是设计模式系列（共24节）的第6篇文章。

设计模式都从六大原则出发进行总结：《​​第一节：设计模式的六大原则​​》

创建型设计模式共5种：

• ​​单例模式（Singleton Pattern）：一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。​​
• ​​工厂方法模式（Factory Pattern）：在工厂方法模式中，工厂类成为了抽象类，实际的创建工作将由其具体子类来完成。​​
• 抽象工厂模式（Abstract Factory）：抽象工厂可以向客户提供一个接口，创建多个产品族中的产品对象，强调的是“对象系列”的变化。
• ​​建造者模式（Builder Pattern）：把构造对象实例的逻辑移到了类的内部，在类的外部定义了该类的构造逻辑，强调的是产品的构造过程。​​
• ​​原型模式（Prototype Pattern）：原型模式和工厂模式一样，同样对客户隐藏了对象创建工作具体的实现细节，通过复制一个现有的对象生成新对象。​​

抽象工厂设计模式是什么？

工厂方法模式是通过一个工厂类完成产品的统一构造；抽象工厂模式则是对工厂方法的拓展。

通过抽象工厂我们可以实现：在运行时切换工厂，以允许在不同的上下文中使用不同的工厂。

抽象工厂设计模式的应用

下面我们复习下抽象工厂设计模式的应用示例。

举例子1：我们使用抽象工厂设计模式解决一个问题：Linux系统和Windows系统，不同的系统具备自己文件管理的能力，并且能够创建不同的文件夹。

首先，定义了我们的模板类：文件夹

public interface Folder {
  String getPath();
}
public class LinuxFolder implements Folder{
  private String path = "/usr/bin";
  public String getPath() {
    return this.path;
  }
}
public class WindowFolder implements Folder{
  private String path = "/C:/file";
  public String getPath() {
    return this.path;
  }
‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍}

然后，定义我们的工厂类：

public interface FolderFactory {
  Folder createFolder();
}
public class LinuxSystemFolderFactory implements FolderFactory{
  @Override
  public Folder createFolder() {
    return new LinuxFolder();
  }
}
public class WindowsSystemFolderFactory implements FolderFactory{
  @Override
  public Folder createFolder() {
    return new WindowFolder();
  }
}

最后，我们定义抽象工厂：

public interface SystemFolderFactoryCreator {
  WindowsSystemFolderFactory getWindowsFolderFactory();
  LinuxSystemFolderFactory getLinuxFolderFactory();
}
/**
 * <p>
 *     抽象工厂类
 * </p>
 */


public class FolderFactoryCreator implements SystemFolderFactoryCreator {
  @Override
  public WindowsSystemFolderFactory getWindowsFolderFactory() {
    return new WindowsSystemFolderFactory();
  }


  @Override
  public LinuxSystemFolderFactory getLinuxFolderFactory() {
    return new LinuxSystemFolderFactory();
  }
}

UML结构图：

抽象工厂设计模式的优缺点

抽象工厂模式的优点：

• 封装性：调用产品类对象的高层模块不用关心对象是如何创建出来的，因为创建对象的工作，由工厂类完成了。
• 产品族内的约束为非公开状态。

抽象工厂模式的缺点：

• 难以扩展，以上面为例，如果我们需要黑莓系统的文件夹，那么需要在抽象工厂接口 SystemFolderFactoryCreator 添加一个新的方法实现，这其实违反了开闭原则。

抽象工厂设计模式在JDK源码的应用

我们可以查看jdbc源码的 Connection 接口，它提供了几个抽象方法，这些方法最终会返回另一个“工厂”对象。

public interface Connection {
    //提供一个执行对象
    Statement createStatement() throws SQLException;
    //提供一个支持预编译的执行对象
    PreparedStatement prepareStatement(String sql) throws SQLException;
    //提供一个支持存储过程的执行对象
    CallableStatement prepareCall(String sql) throws SQLException;
}

比如，createStatement() 方法最终生产了一个工厂对象 Statement，我们看下源码，这里的 Statement 最终也有具体生产结果集对象的工厂方法。

public interface Statement extends Wrapper, AutoCloseable {
    ResultSet executeQuery(String sql) throws SQLException;
}

总结

抽象工厂的意思其实就是对工厂的抽象，说的直白一点，就是工厂的工厂：工厂模式生成对象，抽象工厂生成工厂。

到此，我们对创建型设计模式的总结已经完成了（单例&工厂方法&抽象工厂&建造者&原型），后续我们在一起讨论“结构型”设计模式的应用。

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