23种设计模式[3]：抽象工厂模式

Posted 2020-10-21 PHPdragon

一、简单工厂模式（静态工厂方法，不属于23种GOF设计模式之一）

定义：定义一个用于创建产品对象的方法，由该工厂类根据传入的参数，动态决定应该创建哪一个产品类（这些产品类继承自一个父类或接口）的实例。

类型：创建类模式

public interface SmsService {
    void sendSms();
}

public class MontnetsSmsService implements SmsService {
    @Override
    public void sendSms() {
        System.out.println("通过梦网发送！");
    }
}

public class EtonenetSmsService implements SmsService {
    @Override
    public void sendSms() {
        System.out.println("通过移通发送！");
    }
}

public class SmsServiceFactory {

    public static SmsService getSmsService(int providerId) {
        SmsService ss;

        switch (providerId) {
            case 0:
                ss = new MontnetsSmsService();
                break;
            case 1:
                ss = new EtonenetSmsService();
                break;
            default:
                ss = new EtonenetSmsService();
        }

        return ss;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SmsService ss = SmsServiceFactory.getSmsService(0);
        //发送短信
        ss.sendSms();
    }
}

 

 

二、工厂方法模式

定义：定义一个用于创建产品对象的接口，由子类决定实例化哪一个类，工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

类型：创建类模式

类图：

工厂方法模式代码：

public interface SmsService {
    void sendSms();
}

//工厂接口
public interface SmsServiceFactory {
    SmsService getSmsService(int providerId);
}

public class MontnetsSmsService implements SmsService {
    @Override
    public void sendSms() {
        System.out.println("通过梦网发送！");
    }
}

public class EtonenetSmsService implements SmsService {
    @Override
    public void sendSms() {
        System.out.println("通过移通发送！");
    }
}

/**
 * 工厂实现类
 */
public class SmsServiceFactoryImpl implements SmsServiceFactory{

    @Override
    public SmsService getSmsService(int providerId) {
        SmsService ss;

        switch (providerId) {
            case 0:
                ss = new MontnetsSmsService();
                break;
            case 1:
                ss = new EtonenetSmsService();
                break;
            default:
                ss = new EtonenetSmsService();
        }

        return ss;
    }

    public static void main(String[] args) {
　　　　　//向上转型为工程接口
        SmsServiceFactory ssf = new SmsServiceFactoryImpl();
        SmsService ss = ssf.getSmsService(0);
        //发送短信
        ss.sendSms();
    }
}

工厂方法模式：

　　通过工厂方法模式的类图可以看到，工厂方法模式有四个要素：

• 工厂接口。工厂接口是工厂方法模式的核心，与调用者直接交互用来提供产品。在实际编程中，有时候也会使用一个抽象类来作为与调用者交互的接口，其本质上是一样的。
• 工厂实现。在编程中，工厂实现决定如何实例化产品，是实现扩展的途径，需要有多少种产品，就需要有多少个具体的工厂实现。
• 产品接口。产品接口的主要目的是定义产品的规范，所有的产品实现都必须遵循产品接口定义的规范。产品接口是调用者最为关心的，产品接口定义的优劣直接决定了调用者代码的稳定性。同样，产品接口也可以用抽象类来代替，但要注意最好不要违反里氏替换原则。
• 产品实现。实现产品接口的具体类，决定了产品在客户端中的具体行为。

　　上文提到的简单工厂模式跟工厂方法模式极为相似，区别是：简单工厂只有三个要素，他没有工厂接口，并且得到产品的方法一般是静态的(红色注释部分)。因为没有工厂接口，所以在工厂实现的扩展性方面稍弱，可以算所工厂方法模式的简化版。

 

 

三、抽象工厂模式

定义：为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无需指定他们的具体类。

类型：创建类模式

类图：

 

抽象工厂模式代码：

public interface SmsService {
    void sendMsg();
}

public interface NoticeService {
    void sendMsg();
}

public interface MsgServiceFactory {
    SmsService getSmsService();
    
    SmsService getNoticeService();
}

public class MontnetsSmsService implements SmsService {
    @Override
    public void sendSms() {
        System.out.println("通过梦网发送！");
    }
}

public class EtonenetSmsService implements SmsService {
    @Override
    public void sendMsg() {
        System.out.println("通过移通发送！");
    }
}

public class ApnsService implements NoticeService {
    @Override
    public void sendMsg() {
        System.out.println("通过APNS发送！");
    }
}

public class JpushService implements NoticeService {
    @Override
    public void sendMsg() {
        System.out.println("通过极光发送！");
    }
}

/**
 * 抽象工厂实现类1
 */
public class MsgServiceFactoryImpl implements MsgServiceFactory{

    @Override
    public SmsService getSmsService() {
        return new MontnetsSmsService();
    }
    
    @Override
    public NoticeService getNoticeService() {
        return new ApnsService();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
 　　　　//向上转型为工程接口
        SmsServiceFactory ssf = new SmsServiceFactoryImpl();
        //发送消息通过短信,移通
        ssf.getSmsService().sendMsg();
        //发送消息通过App,APNS
        ssf.getNoticeService().sendMsg();
    }
}

/**
 * 抽象工厂实现类2
 */
public class MsgServiceFactoryImpl implements MsgServiceFactory{

    @Override
    public SmsService getSmsService() {
        return new EtonenetSmsService();
    }
    
    @Override
    public NoticeService getNoticeService() {
        return new JpushService();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
 　　　　//向上转型为工程接口
        MsgServiceFactory ssf = new MsgServiceFactoryImpl();
        //发送消息通过短信
        ssf.getSmsService().sendMsg();
        //发送消息通过App
        ssf.getNoticeService().sendMsg();
    }
}

　　抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，抽象工厂模式除了具有工厂方法模式的优点外，最主要的优点就是可以在类的内部对产品族进行约束。所谓的产品族，一般或多或少的都存在一定的关联，抽象工厂模式就可以在类内部对产品族的关联关系进行定义和描述，而不必专门引入一个新的类来进行管理。

　　在抽象工厂模式中，有一个产品族的概念：所谓的产品族，是指位于不同产品等级结构中功能相关联的产品组成的家族。抽象工厂模式所提供的一系列产品就组成一个产品族；而工厂方法提供的一系列产品称为一个等级结构。

　　如上代码中，产品族有短信、App通知。我们要实现消息的下发，可以通过如下两大产品类达到消息下发的目的。实际开发中的代码比如上编写的更紧凑，会结合简单工厂、工厂方法、抽象工厂、反射等编写。

 代码类似如下：

public interface SmsService {
    void sendMsg();
}

public interface NoticeService {
    void sendMsg();
}

public interface MsgServiceFactory {
    SmsService getSmsService();

    SmsService getSmsService(int providerId);
    
    SmsService getSmsService(String className);
    
    SmsService getNoticeService();
    
    SmsService getNoticeService(int providerId);
    
    SmsService getNoticeService(String className);
}

public class MontnetsSmsService implements SmsService {
    @Override
    public void sendSms() {
        System.out.println("通过梦网发送！");
    }
}

public class EtonenetSmsService implements SmsService {
    @Override
    public void sendMsg() {
        System.out.println("通过移通发送！");
    }
}

public class ApnsService implements NoticeService {
    @Override
    public void sendMsg() {
        System.out.println("通过APNS发送！");
    }
}

public class JpushService implements NoticeService {
    @Override
    public void sendMsg() {
        System.out.println("通过极光发送！");
    }
}

/**
 * 抽象工厂实现类
 */
public class MsgServiceFactoryImpl implements MsgServiceFactory{

    @Override
    public SmsService getSmsService() {
        return new EtonenetSmsService(); 
    }

    @Override
    public SmsService getSmsService(int providerId) {
        SmsService ss;
        switch (providerId) {
            case 0:
                ss = new MontnetsSmsService();
                break;
            case 1:
                ss = new EtonenetSmsService();
                break;
            default:
                ss = new EtonenetSmsService();
        }

        return ss;
    }
    
    @Override
    public SmsService getSmsService(String className) {
        //使用反射
        Class clazz = Class.forName(className);
        return (SmsService) clazz.newInstance(); 
    }
    
    @Override
    public SmsService getNoticeService() {
        return new ApnsService(); 
    }
    
    @Override
    public NoticeService getNoticeService(int providerId) {
        NoticeService ns;
        switch (providerId) {
            case 0:
                ns = new JpushService();
                break;
            case 1:
                ns = new ApnsService();
                break;
            default:
                ns = new ApnsService();
        }

        return ns;
    }
    
    @Override
    public NoticeService getNoticeService(String className) {
        //使用反射
        Class clazz = Class.forName(className);
        return (NoticeService) clazz.newInstance(); 
    }
    
    public static void main(String[] args) {
 　　　　//向上转型为工程接口
        SmsServiceFactory ssf = new SmsServiceFactoryImpl();
        //发送消息通过短信,移通
        ssf.getSmsService(0).sendMsg();
        //发送消息通过App,APNS
        ssf.getNoticeService(1).sendMsg();
    }
}

 

 

四、总结

　　无论是简单工厂模式，工厂方法模式，还是抽象工厂模式，他们都属于工厂模式，在形式和特点上也是极为相似的，他们的最终目的都是为了解耦。在使用时，我们不必去在意这个模式到底工厂方法模式还是抽象工厂模式，因为他们之间的演变常常是令人琢磨不透的。经常你会发现，明明使用的工厂方法模式，当新需求来临，稍加修改，加入了一个新方法后，由于类中的产品构成了不同等级结构中的产品族，它就变成抽象工厂模式了；而对于抽象工厂模式，当减少一个方法使的提供的产品不再构成产品族之后，它就演变成了工厂方法模式。

　　所以，在使用工厂模式时，只需要关心降低耦合度的目的是否达到了，不需要完全遵守各种模式的特点和约束来实现业务代码。

 

 

 

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PS:

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