工廠模式五種寫法總結

阿新 • • 發佈：2019-01-14

系列開篇瞎BB

設計模式相關的文章學習與總結，一直有意為之，一直又覺得時機不到。

一是怕自己程式碼經驗還不夠，學習了也不懂，強行理解沒有意義。

二是怕自己學習了以後總結出來，萬一有不對的地方，誤人子弟。

而在現在的公司摸爬滾打半年後，感覺自己寫程式碼遇到了瓶頸，想寫好寫優雅，卻不清楚這麼寫究竟是自以為優雅還是真的優雅。或對著看一些系統原始碼、框架原始碼時，不太理解他們這麼寫是為什麼。

於是我開始了學習之路，從比較簡單的工廠模式開刀，看了大概10+篇資料，發現各位大大對工廠模式的各種寫法叫法不一，理解也不一，而且沒有一篇是比較全的收錄各種寫法的。so，這也堅定了我將它總結寫出來的決心，既然每個人的理解都有或多或少的缺失或衝突，那我也總結一份我的理解，呈現出來，供各位看官參考點評。

一概述：

屬於建立型設計模式，需要生成的物件叫做產品，生成物件的地方叫做工廠。

使用場景：

在任何需要生成複雜物件的地方，都可以使用工廠方法模式。
直接用new可以完成的不需要用工廠模式

個人理解，重點就是這個複雜（建構函式有很多引數）和是否可以直接用new。（不理解這句話的話，看完一圈例子就理解了）

下面逐個介紹我所知道的各種工廠模式以及它們的特點，使用場景，並儘可能的找出JDK SDK裡它們的身影。

二簡單（靜態）工廠：

一個栗子：
我喜歡吃麵條，抽象一個麵條基類，(介面也可以)，這是產品的抽象類。

public abstract class INoodles {
    /**
     * 描述每種麵條啥樣的
     */ 

    public abstract void desc();
}

先來一份蘭州拉麵（具體的產品類）：

public class LzNoodles extends INoodles {
    @Override
    public void desc() {
        System.out.println("蘭州拉麵 上海的好貴 家裡才5 6塊錢一碗");
    }
}

程式設計師加班必備也要吃泡麵（具體的產品類）：

public class PaoNoodles extends INoodles {
    @Override
    public void 
 desc() {
        System.out.println("泡麵好吃 可不要貪杯");
    }
}

還有我最愛吃的家鄉的幹扣面（具體的產品類）：

public class GankouNoodles extends INoodles {
    @Override
    public void desc() {
        System.out.println("還是家裡的幹扣面好吃 6塊一碗");
    }
}

準備工作做完了，我們來到一家“簡單面館”（簡單工廠類），選單如下：

public class SimpleNoodlesFactory {
    public static final int TYPE_LZ = 1;//蘭州拉麵
    public static final int TYPE_PM = 2;//泡麵
    public static final int TYPE_GK = 3;//幹扣面

    public static INoodles createNoodles(int type) {
        switch (type) {
            case TYPE_LZ:
                return new LzNoodles();
            case TYPE_PM:
                return new PaoNoodles();
            case TYPE_GK:
            default:
                return new GankouNoodles();
        }
    }
}

簡單面館就提供三種麵條（產品），你說你要啥，他就給你啥。這裡我點了一份幹扣面:

/**
 * 簡單工廠模式
 */
 INoodles noodles = SimpleNoodlesFactory.createNoodles(SimpleNoodlesFactory.TYPE_GK);
 noodles.desc();

輸出：

還是家裡的幹扣面好吃 6塊一碗

特點

1 它是一個具體的類，非介面抽象類。有一個重要的create()方法，利用if或者 switch建立產品並返回。

2 create()方法通常是靜態的，所以也稱之為靜態工廠。

缺點

1 擴充套件性差（我想增加一種麵條，除了新增一個麵條產品類，還需要修改工廠類方法）

2 不同的產品需要不同額外引數的時候不支援。

三另一種簡單工廠（反射）：

利用反射Class.forName(clz.getName()).newInstance()實現的簡單工廠：

public class StaticNoodlesFactory {
    /**
     * 傳入Class例項化麵條產品類
     *
     * @param clz
     * @param <T>
     * @return
     */
    public static <T extends INoodles> T createNoodles(Class<T> clz) {
        T result = null;
        try {
            result = (T) Class.forName(clz.getName()).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }
}

點菜時：

        /**
         * 另一種簡單工廠
         * 利用Class.forName(clz.getName()).newInstance()
         */
        System.out.println("=====另一種簡單工廠利用Class.forName(clz.getName()).newInstance()======" +
                "\n個人覺得不好，因為這樣和簡單的new一個物件一樣，工廠方法應該用於複雜物件的初始化" +
                "\n 這樣像為了工廠而工廠");
        //蘭州拉麵
        INoodles lz = StaticNoodlesFactory.createNoodles(LzNoodles.class);
        lz.desc();
        //泡麵
        INoodles pm = StaticNoodlesFactory.createNoodles(PaoNoodles.class);
        pm.desc();

輸出：

=====另一種簡單工廠利用Class.forName(clz.getName()).newInstance()======
個人覺得不好，因為這樣和簡單的new一個物件一樣，工廠方法應該用於複雜物件的初始化
 這樣像為了工廠而工廠
蘭州拉麵 上海的好貴 家裡才5 6塊錢一碗
泡麵好吃 可不要貪杯

特點

1 它也是一個具體的類，非介面抽象類。但它的create()方法，是利用反射機制生成物件返回，好處是增加一種產品時，不需要修改create()的程式碼。

缺點

這種寫法粗看牛逼，細想之下，不談reflection的效率還有以下問題：

1 個人覺得不好，因為Class.forName(clz.getName()).newInstance()呼叫的是無參建構函式生成物件，它和new Object()是一樣的性質，而工廠方法應該用於複雜物件的初始化，當需要呼叫有參的建構函式時便無能為力了，這樣像為了工廠而工廠。

2 不同的產品需要不同額外引數的時候不支援。

四多方法工廠（常用）

使用方法二三實現的工廠，都有一個缺點：不同的產品需要不同額外引數的時候不支援。

而且如果使用時傳遞的type、Class出錯，將不能得到正確的物件，容錯率不高。

而多方法的工廠模式為不同產品，提供不同的生產方法，使用時需要哪種產品就呼叫該種產品的方法，使用方便、容錯率高。

工廠如下：

public class MulWayNoodlesFactory {

    /**
     * 模仿Executors 類
     * 生產泡麵
     *
     * @return
     */
    public static INoodles createPm() {
        return new PaoNoodles();
    }

    /**
     * 模仿Executors 類
     * 生產蘭州拉麵
     *
     * @return
     */
    public static INoodles createLz() {
        return new LzNoodles();
    }

    /**
     * 模仿Executors 類
     * 生產幹扣面
     *
     * @return
     */
    public static INoodles createGk() {
        return new GankouNoodles();
    }
}

使用時：

        /**
         * 多方法靜態工廠(模仿Executor類）
         */
        System.out.println("==============================模仿Executor類==============================" +
                "\n 這種我比較青睞，增加一個新麵條，只要去增加一個static方法即可,也不修改原方法邏輯");
        INoodles lz2 = MulWayNoodlesFactory.createLz();
        lz2.desc();

        INoodles gk2 = MulWayNoodlesFactory.createGk();
        gk2.desc();

輸出：

==============================模仿Executor類==============================
 這種我比較青睞，增加一個新麵條，只要去增加一個static方法即可,也不修改原方法邏輯
蘭州拉麵 上海的好貴 家裡才5 6塊錢一碗
還是家裡的幹扣面好吃 6塊一碗

原始碼撐腰環節

檢視java原始碼：java.util.concurrent.Executors類便是一個生成Executor 的工廠，其採用的便是多方法靜態工廠模式：

例如ThreadPoolExecutor類構造方法有5個引數，其中三個引數寫法固定，前兩個引數可配置，如下寫。

    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }

又如JDK想增加建立ForkJoinPool類的方法了，只想配置parallelism引數，便在類裡增加一個如下的方法：

    public static ExecutorService newWorkStealingPool(int parallelism) {
        return new ForkJoinPool
            (parallelism,
             ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
             null, true);
    }

這個例子可以感受到工廠方法的魅力了吧：方便建立同種型別的複雜引數物件。

五普通工廠

普通工廠就是把簡單工廠中具體的工廠類，劃分成兩層：抽象工廠層+具體的工廠子類層。（一般->特殊）

麵條工廠（抽象工廠類），作用就是生產麵條：

public abstract class NoodlesFactory {
    public abstract INoodles create();
}

蘭州拉麵工廠（具體工廠子類）：

public class LzFactory extends NoodlesFactory {
    @Override
    public INoodles create() {
        return new LzNoodles();
    }
}

泡麵工廠（具體工廠子類）：

public class PaoFactory extends NoodlesFactory {
    @Override
    public INoodles create() {
        return new PaoNoodles();
    }
}

最愛的幹扣面工廠（具體工廠子類）：

public class GankouFactory extends NoodlesFactory {
    @Override
    public INoodles create() {
        return new GankouNoodles();
    }
}

使用時：

        /**
         * 普通工廠方法：
         */
        System.out.println("===========================普通工廠方法==============================" +
                "\n 這種要多寫一個類，不過更面向物件吧 = = ，實際中我更傾向於使用【模仿Executor類】的方式");
        NoodlesFactory factory1 = new GankouFactory();
        INoodles gk3 = factory1.create();
        gk3.desc();

輸出：

===========================普通工廠方法==============================
 這種要多寫一個類，不過更面向物件吧 = = ，實際中我更傾向於使用【模仿Executor類】的方式
還是家裡的幹扣面好吃 6塊一碗

普通工廠與簡單工廠模式的區別：

可以看出，普通工廠模式特點：不僅僅做出來的產品要抽象，工廠也應該需要抽象。

工廠方法使一個產品類的例項化延遲到其具體工廠子類.

工廠方法的好處就是更擁抱變化。當需求變化，只需要增刪相應的類，不需要修改已有的類。

而簡單工廠需要修改工廠類的create()方法，多方法靜態工廠模式需要增加一個靜態方法。

缺點：

引入抽象工廠層後，每次新增一個具體產品類，也要同時新增一個具體工廠類，所以我更青睞多方法靜態工廠。

六抽象工廠：

以上介紹的工廠都是單產品系的。抽象工廠是多產品系（貌似也有產品家族的說法）。

舉個例子來說，每個店(工廠)不僅僅賣麵條，還提供飲料賣。
提供飲料賣，飲料是產品，先抽象一個產品類，飲料：

public abstract class IDrinks {
    /**
     * 描述每種飲料多少錢
     */
    public abstract void prices();
}

然後實現兩個具體產品類:
可樂：

public class ColaDrinks extends IDrinks {
    @Override
    public void prices() {
        System.out.println("可樂三塊五");
    }
}

屌絲還是多喝水吧：

public class WaterDrinks extends IDrinks {
    @Override
    public void prices() {
        System.out.println("和我一樣的窮鬼都喝水，不要錢~！");
    }
}

抽象飯店，無外乎吃喝（抽象工廠類）：

public abstract class AbstractFoodFactory {
    /**
     * 生產麵條
     *
     * @return
     */
    public abstract INoodles createNoodles();

    /**
     * 生產飲料
     */
    public abstract IDrinks createDrinks();
}

蘭州大酒店（具體工廠類）：

public class LzlmFoodFactory extends AbstractFoodFactory {
    @Override
    public INoodles createNoodles() {
        return new LzNoodles();//賣蘭州拉麵
    }

    @Override
    public IDrinks createDrinks() {
        return new WaterDrinks();//賣水
    }
}

KFC（具體工廠類）：

public class KFCFoodFactory extends AbstractFoodFactory {
    @Override
    public INoodles createNoodles() {
        return new PaoNoodles();//KFC居然賣泡麵
    }

    @Override
    public IDrinks createDrinks() {
        return new ColaDrinks();//賣可樂
    }
}

使用：

        /**
         * 抽象工廠方法：
         */
        System.out.println("==============================抽象方法==============================" +
                "\n 老實說，以我這一年的水平我體會不到抽象工廠有何巨大優勢，所以在我這裡我沒有想到很好的使用場景。希望以後在慢慢體會吧。");
        AbstractFoodFactory abstractFoodFactory1 = new KFCFoodFactory();
        abstractFoodFactory1.createDrinks().prices();
        abstractFoodFactory1.createNoodles().desc();

        abstractFoodFactory1= new LzlmFoodFactory();
        abstractFoodFactory1.createDrinks().prices();
        abstractFoodFactory1.createNoodles().desc();

輸出：

==============================抽象方法==============================
 老實說，以我這一年的水平我體會不到抽象工廠有何巨大優勢，所以在我這裡我沒有想到很好的使用場景。希望以後在慢慢體會吧。
可樂三塊五
泡麵好吃 可不要貪杯
和我一樣的窮鬼都喝水，不要錢~！
蘭州拉麵 上海的好貴 家裡才5 6塊錢一碗

小結：

將工廠也抽象了，在使用時，工廠和產品都是面向介面程式設計，OO（面向物件）的不得了。

缺點

但是將工廠也抽象後，有個顯著問題，就是類爆炸了。而且每次拓展新產品種類，例如不僅賣吃賣喝，我還想賣睡，提供床位服務，這需要修改抽象工廠類，因此所有的具體工廠子類，都被牽連，需要同步被修改。

老實說，以我這一年的水平我體會不到抽象工廠有何巨大優勢，所以在我這裡我沒有想到很好的使用場景。希望以後在慢慢體會吧。如有您知道，希望不吝賜教。

七個人總結和使用場景

一句話總結工廠模式：方便建立同種產品型別的複雜引數物件

工廠模式重點就是適用於構建同產品型別（同一個介面基類）的不同物件時，這些物件new很複雜，需要很多的引數，而這些引數中大部分都是固定的，so，懶惰的程式設計師便用工廠模式封裝之。
（如果構建某個物件很複雜，需要很多引數，但這些引數大部分都是“不固定”的，應該使用Builder模式）

為了適應程式的擴充套件性，擁抱變化，便衍生出了普通工廠、抽象工廠等模式。

工廠模式五種寫法總結

系列開篇瞎BB

一概述：

使用場景：

二簡單（靜態）工廠：

特點

缺點

三另一種簡單工廠（反射）：

特點

缺點

四多方法工廠（常用）

原始碼撐腰環節

五普通工廠

普通工廠與簡單工廠模式的區別：

缺點：

六抽象工廠：

小結：

缺點

七個人總結和使用場景

學習參考：

設計模式(一) 工廠模式五種寫法總結

工廠模式五種寫法總結

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工廠模式 五種寫法總結

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一概述：

使用場景：

二 簡單（靜態）工廠：

特點

缺點

三 另一種簡單工廠（反射）：

特點

缺點

四 多方法工廠（常用）

原始碼撐腰環節

五 普通工廠

普通工廠與簡單工廠模式的區別：

缺點：

六 抽象工廠：

小結：

缺點

七 個人總結和使用場景

學習參考：

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