概述:工厂方法模式 := Factory Method Pattern
工厂模式的3种细分模式: 简单工厂模式 / 工厂方法模式 / 抽象工厂模式
- 工厂模式 (
Factory Pattern
)是Java
中最常用的设计模式之一
- 其提供了一种创建对象的方式 ,使得创建对象的过程 与使用对象的过程分离。
- 工厂模式 提供了一种创建对象的方式,而无需指定要创建的具体类。
- 通过使用工厂模式 ,可以将对象的创建逻辑 封装在一个工厂类中,而不是在客户端代码 中直接实例化对象 ,这样可以提高代码的可维护性 和可扩展性。
- 简单工厂模式(Simple Factory Pattern):
简单工厂模式 不是一个正式的设计模式 ,但它是工厂模式的基础 。
它使用一个单独的工厂类 来创建不同的对象 ,根据传入的参数决定创建哪种类型的对象。

- 工厂方法模式(Factory Method Pattern):
工厂方法模式定义了一个创建对象的接口 ,但由子类 决定实例化哪个类。
工厂方法将对象的创建延迟到子类。

- 抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern):
抽象工厂模式提供一个创建一系列相关的产品 或 互相依赖对象的接口,而无需指定它们具体的产品类。

模式定义 : 工厂方法模式
- 工厂方法模式定义了一个创建对象的接口,但由子类决定实例化哪个类。工厂方法将对象的创建延迟到子类。
模式分析
- 主要解决
接口选择的问题。
- 如何解决
通过让子类 实现工厂接口 ,返回一个抽象的产品。
- 关键代码
对象的创建过程 在子类中实现。
适用场景
- 何时使用
当我们需要在不同条件下创建不同实例时。
模型特点
优点
- 扩展性高 、更符合开-闭原则
- 如果需要增加新产品,只需扩展一个工厂类即可。
- 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
txt
相比【简单工厂模式】: 需要修改工厂类的判断逻辑
- 符合单一职责 原则 / 屏蔽实现 : 每个具体工厂类只负责创建对应的产品
- 屏蔽了产品的具体实现
txt
相比【简单工厂模式】:其工厂类存在复杂的switch逻辑判断
- 不使用静态工厂方法 ,可形成基于继承的等级结构
相比【简单工厂模式】:其工厂类使用静态工厂方法
工厂(方法)模式 可以说是简单工厂模式 的进一步抽象和拓展,在保留了简单工厂 的封装优点的同时,让扩展 变得简单,让继承 变得可行,增加了多态性的体现。
缺点
- 每次增加一个产品时,都需要增加一个具体类 和对应的工厂 ,使系统中类的数量成倍增加,增加了系统的复杂度 和具体类的依赖。
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;
同时,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;
- 系统的实现难度、理解难度:有所上升
由于考虑到系统的可扩展性 ,需要引入抽象层 ,在客户端代码 中均使用抽象层 进行定义,增加了系统的抽象性 和理解难度 ,且在实现时可能需要用到
DOM
、反射 等技术,增加了系统的实现难度。
- 更换产品时,客户端仍然需要通过修改代码来实现
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(Client) ,如果要更换另外一种产品,仍然需要修改实例化的具体工厂类;
- 一个具体工厂 只能创建一种具体产品
适用场景
- 当一个类不知道它所需要的对象的类时
在工厂方法模式 中,客户端不需要知道具体产品类的类名,只需要知道所对应的工厂即可;
- 当一个类希望通过其子类来指定创建对象时
在工厂方法模式 中,对于抽象工厂类 只需要提供一个创建产品的接口,而由其子类来确定具体要创建的对象,利用面向对象 的多态性和里氏代换原则 ,在程序运行时,子类对象 将覆盖父类对象,从而使得系统更容易扩展。
- 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 ,可将具体工厂类的类名存储在配置文件 或数据库中。
模式的组成

- 抽象产品(Abstract Product):定义了产品的共同接口或抽象类。它可以是具体产品类的父类或接口,规定了产品对象的共同方法。
- 具体产品(Concrete Product):实现了抽象产品接口,定义了具体产品的特定行为和属性。
- 抽象工厂(Abstract Factory):声明了创建产品的抽象方法,可以是接口或抽象类。它可以有多个方法用于创建不同类型的产品。
- 具体工厂(Concrete Factory):实现了抽象工厂接口,负责实际创建具体产品的对象。
模式实现
参见本文档: | 案例:不同工厂生产不同品类的产品
案例实践
案例:不同工厂生产不同品类的产品
需求描述
背景:小成有一间塑料加工厂 (仅生产A类产品);随着客户需求的变化,客户需要生产B类产品 ;
冲突:改变原有塑料加工厂的配置和变化 非常困难,假设下一次客户需要再发生变化,再次改变将增大非常大的成本;
解决方案:小成决定置办塑料分厂B来生产B类产品;
即 工厂方法模式
源码 | Factory : 抽象工厂类
创建抽象工厂类,定义具体工厂的公共接口
java
abstract class Factory {
public abstract Product Manufacture();
}
源码 | Product : 抽象产品
创建抽象产品类 ,定义具体产品的公共接口;
java
abstract class Product {
public abstract void Show();
}
源码 | ProductA / ProductB / ... : 多个具体产品类
创建具体产品类(继承抽象产品类), 定义生产的具体产品;
- ProductA
java
//具体产品A类
class ProductA extends Product {
@Override
public void Show() {
System.out.println("生产出了产品A");
}
}
- ProductB
java
//具体产品B类
class ProductB extends Product {
@Override
public void Show() {
System.out.println("生产出了产品B");
}
}
源码 | ProductA / ProductB : 具体工厂类
创建具体工厂类 (继承抽象工厂类),定义创建对应具体产品实例的方法;
- FactoryA
java
//工厂A类 - 生产A类产品
class FactoryA extends Factory{
@Override
public Product Manufacture() {
return new ProductA();
}
}
- FactoryB
java
//工厂B类 - 生产B类产品
class FactoryB extends Factory{
@Override
public Product Manufacture() {
return new ProductB();
}
}
源码 | Client
外界通过调用具体工厂类的方法,从而创建不同具体产品类的实例
java
//生产工作流程
public class Client {
public static void main(String[] args){
//客户要产品A
FactoryA mFactoryA = new FactoryA();
mFactoryA.Manufacture().Show();
//客户要产品B
FactoryB mFactoryB = new FactoryB();
mFactoryB.Manufacture().Show();
}
}
out
log
生产出了产品A
生产出了产品C