Java设计模式（二） 工厂方法模式

本文介绍了工厂方法模式的概念，优缺点，实现方式，UML类图，并介绍了工厂方法（未）遵循的OOP原则

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工厂方法模式解决的问题

上文《简单工厂模式不简单》中提到，简单工厂模式有如下缺点，而工厂方法模式可以解决这些问题

• 由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑，这就直接导致一旦这个工厂出了问题，所有的客户端都会受到牵连。
• 由于简单工厂模式的产品是基于一个共同的抽象类或者接口，这样一来，产品的种类增加的时候，即有不同的产品接口或者抽象类的时候，工厂类就需要判断何时创建何种接口的产品，这就和创建何种种类的产品相互混淆在了一起，违背了单一职责原则，导致系统丧失灵活性和可维护性。
• 简单工厂模式违背了“开放-关闭原则”，因为当我们新增加一个产品的时候必须修改工厂类，相应的工厂类就需要重新编译一遍。
• 简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

工厂方法模式

工厂方法模式介绍

工厂方法模式（Factory Method Pattern）又称为工厂模式，也叫多态工厂模式或者虚拟构造器模式。在工厂方法模式中，工厂父类定义创建产品对象的公共接口，具体的工厂子类负责创建具体的产品对象。每一个工厂子类负责创建一种具体产品。

工厂方法模式类图

工厂模式类图如下 (点击可查看大图)

工厂方法模式角色划分

• 抽象产品（或者产品接口），如上图中IUserDao
• 具体产品，如上图中的MySQLUserDao，PostgreSQLUserDao和OracleUserDao
• 抽象工厂（或者工厂接口），如IFactory
• 具体工厂，如MySQLFactory，PostgreSQLFactory和OracleFactory

工厂方法模式使用方式

如简单工厂模式直接使用静态工厂方法创建产品对象不同，在工厂方法，客户端通过实例化具体的工厂类，并调用其创建实例接口创建具体产品类的实例。根据依赖倒置原则，具体工厂类的实例由工厂接口引用（客户端依赖于抽象工厂而非具体工厂），具体产品的实例由产品接口引用（客户端和工厂依赖于抽象产品而非具体产品）。具体调用代码如下

package com.jasongj.client;

import com.jasongj.dao.IUserDao;
import com.jasongj.factory.IDaoFactory;
import com.jasongj.factory.MySQLDaoFactory;

public class Client {

  public static void main(String[] args) {
    IDaoFactory factory = new MySQLDaoFactory();
    IUserDao userDao = factory.createUserDao();
    userDao.getUser("admin");

  }

}

工厂方法模式示例代码

本文所述工厂方法模式示例代码可从作者Github下载

工厂方法模式优点

• 因为每个具体工厂类只负责创建产品，没有简单工厂中的逻辑判断，因此符合单一职责原则。
• 与简单工厂模式不同，工厂方法并不使用静态工厂方法，可以形成基于继承的等级结构。
• 新增一种产品时，只需要增加相应的具体产品类和相应的工厂子类即可，相比于简单工厂模式需要修改判断逻辑而言，工厂方法模式更符合开-闭原则。

工厂方法模式缺点

• 添加新产品时，除了增加新产品类外，还要提供与之对应的具体工厂类，系统类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销。
• 虽然保证了工厂方法内的对修改关闭，但对于使用工厂方法的类，如果要换用另外一种产品，仍然需要修改实例化的具体工厂。
• 一个具体工厂只能创建一种具体产品

简单工厂模式与OOP原则

已遵循的原则

• 依赖倒置原则
• 迪米特法则
• 里氏替换原则
• 接口隔离原则
• 单一职责原则（每个工厂只负责创建自己的具体产品，没有简单工厂中的逻辑判断）
• 开闭原则（增加新的产品，不像简单工厂那样需要修改已有的工厂，而只需增加相应的具体工厂类）

未遵循的原则

• 开闭原则（虽然工厂对修改关闭了，但更换产品时，客户代码还是需要修改）

Java设计模式系列

• Java设计模式（一） 简单工厂模式不简单
• Java设计模式（二） 工厂方法模式
• Java设计模式（三） 抽象工厂模式
• Java设计模式（四） 观察者模式
• Java设计模式（五） 组合模式
• Java设计模式（六） 代理模式 VS. 装饰模式
• Java设计模式（七） Spring AOP JDK动态代理 vs. cglib