23种设计模式之工厂方法模式

1. 什么是工厂方法模式

工厂方法模式（Factory Method）是 GoF 23种设计模式中创建型设计模式 之一，其核心思想是 把"实例化哪一个类"这件事推迟到子类去执行 ，从而让"产品"的创建与使用解耦。总结为一句话：我不new对象，我让子类new。

2. 角色与UML

classDiagram direction BT class Log { <<interface>> +write(String message) } class FileLog { +write(String message) } class ConsoleLog { +write(String message) } class LogFactory { <<abstract>> +createLog() Log +logError(String err) } class FileLogFactory { +createLog() Log } class ConsoleLogFactory { +createLog() Log } class Client Log <|.. FileLog : implements Log <|.. ConsoleLog : implements LogFactory <|-- FileLogFactory : extends LogFactory <|-- ConsoleLogFactory : extends LogFactory ..> Log : creates / uses Client ..> LogFactory : uses

Log：产品接口（或抽象类）。
FileLog/ConsoleLog：具体产品。
LogFactory：声明创建产品的方法（父类）。
FileLogFactory/ConsoleLogFactory：实现父类声明的方法，真正创建对象。
Client：只持有 Log 和 LogFactory 的引用，不依赖任何具体类。

3. Java代码示例

产品层

java 复制代码

public interface Log {
    void write(String message);
}

public class FileLog implements Log {
    public void write(String message) {
        System.out.println("File::" + message);
    }
}

public class ConsoleLog implements Log {
    public void write(String message) {
        System.out.println("Console::" + message);
    }
}

创建者层

java 复制代码

public abstract class LogFactory {
    // 这就是"工厂方法"
    public abstract Log createLog();

    // 模板业务，可复用
    public void logError(String err) {
        // 多态点
        Log log = createLog();
        log.write("[ERROR] " + err);
    }
}

public class FileLogFactory extends LogFactory {
    public Log createLog() {
        // 真正 new 的地方
        return new FileLog();
    }
}

public class ConsoleLogFactory extends LogFactory {
    public Log createLog() {
        return new ConsoleLog();
    }
}

客户端

java 复制代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        LogFactory factory = new FileLogFactory(); // 可配置
        factory.logError("磁盘满了");
    }
}

运行结果

arduino 复制代码

File::[ERROR] 磁盘满了

4. 优点

解耦：客户端无需知道具体产品类名
开闭：新增产品只需新增 XXLogFactory，不用更改旧代码。
并行层级：创建者与产品各成体系，一一对应（如FileLogFactory对应FileLog、ConsoleLogFactory对应ConsoleLog）。

5. 使用场景

类不知道自己要创建的对象确切类型
类希望子类来指定创建对象

一句话总结：工厂方法 = 把 new 的动作交给"工厂子类"去做，让系统对扩展开放，对修改关闭。