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:

图9-1:抽象工厂模式通用类图

设计模式—— 九 :抽象工厂模式_设计模式

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:

图9-2:抽象工厂模式的通用源码类图

设计模式—— 九 :抽象工厂模式_其他_02

  • 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

  • (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。

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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》