工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。
1.1 意图
现在对该系统进行修改，和简单工厂相比，不再设计一个按钮工厂类来统一负责所有产品的创建，而是将具体按钮的创建过程交给专门的工厂子类去完成，我们先定义一个抽象的按钮工厂类，再定义具体的工厂类来生成圆形按钮、矩形按钮、菱形按钮等，它们实现在抽象按钮工厂类中定义的方法。这种抽象化的结果使这种结构可以在不修改具体工厂类的情况下引进新的产品，如果出现新的按钮类型，只需要为这种新类型的按钮创建一个具体的工厂类就可以获得该新按钮的实例，这一特点无疑使得工厂方法模式具有超越简单工厂模式的优越性，更加符合“开闭原则”。
1.2 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。
1.3 模式结构
工厂方法模式包含如下角色：
- Product：抽象产品
- ConcreteProduct：具体产品
- Factory：抽象工厂
- ConcreteFactory：具体工厂
1.4 时序图
1.5 代码demo
步骤1：创建product接口，本demo使用Shape:
package DesignPattern23.FactoryMethod;
/**
* Description:工厂方法模式产品接口
* Author:
* Date:
*/
public interface Shape {
void draw();
}步骤2：创建实现接口的实体类Rectangle.java,Square.java,Circle.java
package DesignPattern23.FactoryMethod;
/**
* Description:产品实现类
* Author:
* Date: 2019/11/5
*/
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("draw Rectangle");
}
}package DesignPattern23.FactoryMethod;
/**
* Description:产品实现类
* Author:
* Date: 2019/11/5
*/
public class Square implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("draw Square");
}
}package DesignPattern23.FactoryMethod;
/**
* Description:产品实现类
* Author:
* Date: 2019/11/5
*/
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("draw Circle");
}
}步骤3：创建一个工厂ShapeFactory.java。
package DesignPattern23.FactoryMethod;
/**
* Description:接口，用于实现子类工厂
* Author:
* Date:
*/
public interface ShapeFactory {
public Shape newShape();
}步骤4：创建子工厂
package DesignPattern23.FactoryMethod;
/**
* Description:
* Author:
* Date: 2019/11/5
*/
public class RectangleFactory implements ShapeFactory{
@Override
public Shape newShape() {
return new Rectangle();
}
}package DesignPattern23.FactoryMethod;
/**
* Description:
* Author:
* Date: 2019/11/5
*/
public class SquareFactory implements ShapeFactory{
@Override
public Shape newShape() {
return new Square();
}
}package DesignPattern23.FactoryMethod;
/**
* Description:
* Author:
* Date: 2019/11/5
*/
public class CircleFactory implements ShapeFactory{
@Override
public Shape newShape() {
return new Circle();
}
}
步骤5：使用该工厂。
package DesignPattern23.FactoryMethod;
/**
* Description:测试入口
* Author:
* Date: 2019/11/5
*/
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
//获取工厂对象
RectangleFactory rectangleFactory = new RectangleFactory();
//获取 rectangleShape 的对象，并调用它的 draw 方法
Shape rectangleShape = rectangleFactory.newShape();
rectangleShape.draw();
//获取工厂对象
CircleFactory circleFactory = new CircleFactory();
//获取 rectangleShape 的对象，并调用它的 draw 方法
Shape circleShape = circleFactory.newShape();
circleShape.draw();
//获取工厂对象
SquareFactory squareFactory = new SquareFactory();
//获取 rectangleShape 的对象，并调用它的 draw 方法
Shape squareShape = squareFactory.newShape();
squareShape.draw();
}
}步骤6：执行程序，输出结果：
draw Circle
draw Rectangle
draw Square
Process finished with exit code 01.6 实例
日志记录器
某系统日志记录器要求支持多种日志记录方式，如文件记录、数据库记录等，且用户可以根据要求动态选择日志记录方式， 现使用工厂方法模式设计该系统。
1.7 总结
- 工厂方法模式又称为工厂模式，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。
- 工厂方法模式包含四个角色：抽象产品是定义产品的接口，是工厂方法模式所创建对象的超类型，即产品对象的共同父类或接口；具体产品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，它们之间往往一一对应；抽象工厂中声明了工厂方法，用于返回一个产品，它是工厂方法模式的核心，任何在模式中创建对象的工厂类都必须实现该接口；具体工厂是抽象工厂类的子类，实现了抽象工厂中定义的工厂方法，并可由客户调用，返回一个具体产品类的实例。
- 工厂方法模式是简单工厂模式的进一步抽象和推广。由于使用了面向对象的多态性，工厂方法模式保持了简单工厂模式的优点，而且克服了它的缺点。在工厂方法模式中，核心的工厂类不再负责所有产品的创建，而是将具体创建工作交给子类去做。这个核心类仅仅负责给出具体工厂必须实现的接口，而不负责产品类被实例化这种细节，这使得工厂方法模式可以允许系统在不修改工厂角色的情况下引进新产品。
- 工厂方法模式的主要优点是增加新的产品类时无须修改现有系统，并封装了产品对象的创建细节，系统具有良好的灵活性和可扩展性；其缺点在于增加新产品的同时需要增加新的工厂，导致系统类的个数成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂性。
- 工厂方法模式适用情况包括：一个类不知道它所需要的对象的类；一个类通过其子类来指定创建哪个对象；将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个，客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类，需要时再动态指定。
