抽象工厂模式

Posted 2022-01-30 xiaojiesir

抽象工厂模式

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。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。

在抽象工厂模式中，接口是负责创建一个相关对象的工厂，不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。

介绍

意图：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。

主要解决：主要解决接口选择的问题。

何时使用：系统的产品有多于一个的产品族，而系统只消费其中某一族的产品。

如何解决：在一个产品族里面，定义多个产品。

关键代码：在一个工厂里聚合多个同类产品。

应用实例：工作了，为了参加一些聚会，肯定有两套或多套衣服吧，比如说有商务装（成套，一系列具体产品）、时尚装（成套，一系列具体产品），甚至对于一个家庭来说，可能有商务女装、商务男装、时尚女装、时尚男装，这些也都是成套的，即一系列具体产品。假设一种情况（现实中是不存在的，要不然，没法进入共产主义了，但有利于说明抽象工厂模式），在您的家中，某一个衣柜（具体工厂）只能存放某一种这样的衣服（成套，一系列具体产品），每次拿这种成套的衣服时也自然要从这个衣柜中取出了。用 OOP 的思想去理解，所有的衣柜（具体工厂）都是衣柜类的（抽象工厂）某一个，而每一件成套的衣服又包括具体的上衣（某一具体产品），裤子（某一具体产品），这些具体的上衣其实也都是上衣（抽象产品），具体的裤子也都是裤子（另一个抽象产品）。

优点：当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。

缺点：产品族扩展非常困难，要增加一个系列的某一产品，既要在抽象的 Creator 里加代码，又要在具体的里面加代码。

使用场景： 1、QQ 换皮肤，一整套一起换。 2、生成不同操作系统的程序。

注意事项：产品族难扩展，产品等级易扩展。

抽象工厂方法模式

工厂方法模式是对简单工厂模式进一步抽象的结果。

假如是不使用反射的工厂方法模式，那么所有的if...

else if...else都放在工厂类中，势必造成工厂类的无限臃肿

这时候就需要工厂方法模式来处理这个问题了。工厂方法模式中，核心的工厂类不再负责所有对象的创建，而是将具体的创建工作交给子类去做。这个类则摇身一变变成了一个抽象工厂角色，仅仅负责给出具体工厂子类必须实现的接口。

这一步的改进，使得系统可以在不修改具体工厂角色的情况下引入新的产品。

工厂方法模式结构

使用工厂方法模式的系统涉及到以下角色：

1、抽象工厂角色

担任这个角色的是工厂方法模式的核心，任何在模式中创建对象的工厂类必须实现这个接口

2、具体工厂角色

担任这个角色的是实现了工厂接口的具体Java类，具体工厂角色与业务密切相关，并且随着使用者的调用以创建导出类

3、抽象导出角色

工厂方法模式所创建的对象的超类

4、具体导出角色

这个角色实现了抽象导出角色所声明的接口，工厂方法模式所创建的每一个对象都是某个具体角色导出角色的实例

工厂方法模式的示例

有一个抽象工厂，生产生物的工厂：

1 public interface BiologicalFactory 
2 
3     public Biological getbiological(String name);
4 

它有两个实现类，分别是生产动物的工厂和生产植物的工厂：

 1 public class PlantFactory implements BiologicalFactory 
 2 
 3     @Override
 4     public Biological getbiological(String name) 
 5         if ("apple".equals(name)) 
 6             return new Apple();
 7          else if ("grape".equals(name)) 
 8             return new Grape();
 9         
10         return null;
11     
12 
13 

 1 public class AnimalFactory implements BiologicalFactory
 2 
 3     @Override
 4     public Biological getbiological(String name) 
 5         // TODO Auto-generated method stub
 6         if ("panda".equals(name)) 
 7             return new Panda();
 8          else if ("lion".equals(name)) 
 9             return new Lion();
10         
11         return null;
12     
13 
14 

抽象产品角色，一个生物：

1 public interface Biological 
2 
3     void transform();// 生产
4 

具体产品角色：

1 public class Apple implements Biological 
2 
3     @Override
4     public void transform() 
5         // TODO Auto-generated method stub
6         System.out.println("变出一个苹果");
7     
8 
9 

1 public class Grape implements Biological 
2 
3     @Override
4     public void transform() 
5         // TODO Auto-generated method stub
6         System.out.println("变出一个葡萄");
7     
8 
9 

1 public class Lion implements Biological 
2 
3     @Override
4     public void transform() 
5         // TODO Auto-generated method stub
6         System.out.println("变出一只狮子");
7     
8 
9 

1 public class Panda implements Biological 
2 
3     @Override
4     public void transform() 
5         // TODO Auto-generated method stub
6         System.out.println("变出一只熊猫");
7     
8 
9 

模拟客户端调用，实例化出一个具体的工厂角色，根据传入的参数返回不同的产品角色：

 1 public class FactoryTest 
 2 
 3     public static void main(String[] args) 
 4         String data = "";
 5         BiologicalFactory biologicalFactory1 = new PlantFactory();
 6         
 7         Biological ef1 = biologicalFactory1.getbiological("apple");
 8         ef1.transform();
 9         
10         Biological ef2 = biologicalFactory1.getbiological("grape");
11         ef2.transform();
12         
13         BiologicalFactory biologicalFactory2 = new AnimalFactory();
14         
15         Biological ef3 = biologicalFactory2.getbiological("lion");
16         ef3.transform();
17         
18         Biological ef4 = biologicalFactory2.getbiological("panda");
19         ef4.transform();
20     
21 

返回结果为：

1 变出一个苹果
2 变出一个葡萄
3 变出一只狮子
4 变出一只熊猫

工厂方法模式在Java中的应用及解读

拿ThreadFactory举个例子，顾名思义，这是一个生产线程的接口：

public interface ThreadFactory 

    /**
     * Constructs a new @code Thread.  Implementations may also initialize
     * priority, name, daemon status, @code ThreadGroup, etc.
     *
     * @param r a runnable to be executed by new thread instance
     * @return constructed thread, or @code null if the request to
     *         create a thread is rejected
     */
    Thread newThread(Runnable r);

具体的线程工厂可以implements这个接口并实现newThread(Runnable r)方法，来生产具体线程工厂想要生产的线程。JDK在Executors给开发者提供了一个静态内部类DefaultThreadFactory，当然开发者也可以自行实现这个接口，写自定义的线程工厂。