设计模式（三） 工厂模式

概述：

属于创建型设计模式，需要生成的对象叫做产品 ，生成对象的地方叫做工厂 。

使用场景：

在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。 
直接用new可以完成的不需要用工厂模式

下面将介绍五种工厂类：

简单（静态）工厂：

一个栗子： 
我喜欢吃面条，抽象一个面条基类，(接口也可以)，这是产品的抽象类。

public abstract class INoodles {
    /**
     * 描述每种面条啥样的
     */
    public abstract void desc();
}

先来一份兰州拉面（具体的产品类）

public class LzNoodles extends INoodles {
    @Override
    public void desc() {
        System.out.println("兰州拉面 上海的好贵 家里才5 6块钱一碗");
    }
}

程序员加班必备也要吃泡面（具体的产品类）：

public class PaoNoodles extends INoodles {
    @Override
    public void desc() {
        System.out.println("泡面好吃 可不要贪杯");
    }
}

还有我最爱吃的家乡的干扣面（具体的产品类）：

public class GankouNoodles extends INoodles {
    @Override
    public void desc() {
        System.out.println("还是家里的干扣面好吃 6块一碗");
    }
}

准备工作做完了，我们来到一家“简单面馆”（简单工厂类），菜单如下：

public class SimpleNoodlesFactory {
    public static final int TYPE_LZ = 1;//兰州拉面
    public static final int TYPE_PM = 2;//泡面
    public static final int TYPE_GK = 3;//干扣面

    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();
        }
    }
}

简单面馆就提供三种面条（产品），你说你要啥，他就给你啥。这里我点了一份干扣面:

/**
 * 简单工厂模式
 */
 INoodles noodles = SimpleNoodlesFactory.createNoodles(SimpleNoodlesFactory.TYPE_GK);
 noodles.desc();

特点

1 它是一个具体的类，非接口 抽象类。有一个重要的create()方法，利用if或者 switch创建产品并返回。

2 create()方法通常是静态的，所以也称之为静态工厂。

缺点

1 扩展性差（我想增加一种面条，除了新增一个面条产品类，还需要修改工厂类方法）

2 不同的产品需要不同额外参数的时候 不支持。

另一种简单工厂（反射）：

利用反射Class.forName(clz.getName()).newInstance()实现的简单工厂：

public class StaticNoodlesFactory {
    /**
     * 传入Class实例化面条产品类
     *
     * @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;
    }
}

点菜时：

/**
         * 另一种简单工厂
         * 利用Class.forName(clz.getName()).newInstance()
         */
        System.out.println("=====另一种简单工厂利用Class.forName(clz.getName()).newInstance()======" +
                "
个人觉得不好，因为这样和简单的new一个对象一样，工厂方法应该用于复杂对象的初始化" +
                "
 这样像为了工厂而工厂");
        //兰州拉面
        INoodles lz = StaticNoodlesFactory.createNoodles(LzNoodles.class);
        lz.desc();
        //泡面
        INoodles pm = StaticNoodlesFactory.createNoodles(PaoNoodles.class);
        pm.desc();

特点

1 它也是一个具体的类，非接口 抽象类。但它的create()方法，是利用反射机制生成对象返回，好处是增加一种产品时，不需要修改create()的代码。

缺点

这种写法粗看牛逼，细想之下，不谈reflection的效率还有以下问题：

1 个人觉得不好，因为Class.forName(clz.getName()).newInstance()调用的是无参构造函数生成对象，它和new Object()是一样的性质，而工厂方法应该用于复杂对象的初始化 ，当需要调用有参的构造函数时便无能为力了，这样像为了工厂而工厂。

2 不同的产品需要不同额外参数的时候 不支持。

多方法工厂（常用）

使用方法二 三实现的工厂，都有一个缺点：不同的产品需要不同额外参数的时候 不支持。

而且如果使用时传递的type、Class出错，将不能得到正确的对象，容错率不高。

而多方法的工厂模式为不同产品，提供不同的生产方法，使用时 需要哪种产品就调用该种产品的方法，使用方便、容错率高。

工厂如下：

public class MulWayNoodlesFactory {

    /**
     * 模仿Executors 类
     * 生产泡面
     *
     * @return
     */
    public static INoodles createPm() {
        return new PaoNoodles();
    }

    /**
     * 模仿Executors 类
     * 生产兰州拉面
     *
     * @return
     */
    public static INoodles createLz() {
        return new LzNoodles();
    }

    /**
     * 模仿Executors 类
     * 生产干扣面
     *
     * @return
     */
    public static INoodles createGk() {
        return new GankouNoodles();
    }
}

使用时：

        /**
         * 多方法静态工厂(模仿Executor类）
         */
        System.out.println("==============================模仿Executor类==============================" +
                "
 这种我比较青睐，增加一个新面条，只要去增加一个static方法即可,也不修改原方法逻辑");
        INoodles lz2 = MulWayNoodlesFactory.createLz();
        lz2.desc();

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

源码撑腰环节

查看java源码：java.util.concurrent.Executors类便是一个生成Executor 的工厂 ，其采用的便是 多方法静态工厂模式：

例如ThreadPoolExecutor类构造方法有5个参数，其中三个参数写法固定，前两个参数可配置，如下写。

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

又如JDK想增加创建ForkJoinPool类的方法了，只想配置parallelism参数，便在类里增加一个如下的方法（通过重载增加）：

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

这个例子可以感受到工厂方法的魅力了吧：方便创建 同种类型的 复杂参数 对象。

普通工厂

普通工厂就是把简单工厂中具体的工厂类，划分成两层：抽象工厂层+具体的工厂子类层。（一般->特殊）

面条工厂（抽象工厂类），作用就是生产面条：

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

兰州拉面工厂 （具体工厂子类）：

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

泡面工厂 （具体工厂子类）：

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

最爱的干扣面工厂 （具体工厂子类）：

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

使用时：

        /**
         * 普通工厂方法：
         */
        System.out.println("===========================普通工厂方法==============================" +
                "
 这种要多写一个类，不过更面向对象吧 = = ，实际中我更倾向于使用【模仿Executor类】的方式");
        NoodlesFactory factory1 = new GankouFactory();
        INoodles gk3 = factory1.create();
        gk3.desc();

普通工厂与简单工厂模式的区别：

可以看出，普通工厂模式特点：不仅仅做出来的产品要抽象， 工厂也应该需要抽象。

工厂方法使一个产品类的实例化延迟到其具体工厂子类.

工厂方法的好处就是更拥抱变化。当需求变化，只需要增删相应的类，不需要修改已有的类。

而简单工厂需要修改工厂类的create()方法，多方法静态工厂模式需要增加一个静态方法。

缺点：

引入抽象工厂层后，每次新增一个具体产品类，也要同时新增一个具体工厂类，所以我更青睐 多方法静态工厂。

抽象工厂：

以上介绍的工厂都是单产品系的。抽象工厂是多产品系 （貌似也有产品家族的说法）。

举个例子来说，每个店(工厂)不仅仅卖面条，还提供饮料卖。 
提供饮料卖，饮料是产品，先抽象一个产品类，饮料：

public abstract class IDrinks {
    /**
     * 描述每种饮料多少钱
     */
    public abstract void prices();
}

然后实现两个具体产品类: 
可乐：

public class ColaDrinks extends IDrinks {
    @Override
    public void prices() {
        System.out.println("可乐三块五");
    }
}

屌丝还是多喝水吧：

public class WaterDrinks extends IDrinks {
    @Override
    public void prices() {
        System.out.println("和我一样的穷鬼都喝水，不要钱~！");
    }
}

抽象饭店，无外乎吃喝（抽象工厂类）：

public abstract class AbstractFoodFactory {
    /**
     * 生产面条
     *
     * @return
     */
    public abstract INoodles createNoodles();

    /**
     * 生产饮料
     */
    public abstract IDrinks createDrinks();
}

兰州大酒店（具体工厂类）：

public class LzlmFoodFactory extends AbstractFoodFactory {
    @Override
    public INoodles createNoodles() {
        return new LzNoodles();//卖兰州拉面
    }

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

KFC（具体工厂类）：

public class KFCFoodFactory extends AbstractFoodFactory {
    @Override
    public INoodles createNoodles() {
        return new PaoNoodles();//KFC居然卖泡面
    }

    @Override
    public IDrinks createDrinks() {
        return new ColaDrinks();//卖可乐
    }
}

使用：

        /**
         * 抽象工厂方法：
         */
        System.out.println("==============================抽象方法==============================" +
                "
 老实说，以我这一年的水平我体会不到抽象工厂有何巨大优势，所以在我这里我没有想到很好的使用场景。希望以后在慢慢体会吧。");
        AbstractFoodFactory abstractFoodFactory1 = new KFCFoodFactory();
        abstractFoodFactory1.createDrinks().prices();
        abstractFoodFactory1.createNoodles().desc();

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

小结：

将工厂也抽象了，在使用时，工厂和产品都是面向接口编程，OO（面向对象）的不得了。

缺点

但是将工厂也抽象后，有个显著问题，就是类爆炸了。而且每次拓展新产品种类，例如不仅卖吃卖喝，我还想卖睡，提供床位服务，这需要修改抽象工厂类，因此所有的具体工厂子类，都被牵连，需要同步被修改。

老实说，以我这一年的水平我体会不到抽象工厂有何巨大优势，所以在我这里我没有想到很好的使用场景。

个人总结和使用场景

一句话总结工厂模式：方便创建 同种产品类型的 复杂参数 对象

工厂模式重点就是适用于 构建同产品类型（同一个接口 基类）的不同对象时，这些对象new很复杂，需要很多的参数，而这些参数中大部分都是固定的，so，懒惰的程序员便用工厂模式封装之。 
（如果构建某个对象很复杂，需要很多参数，但这些参数大部分都是“不固定”的，应该使用Builder模式）

为了适应程序的扩展性，拥抱变化，便衍生出了 普通工厂、抽象工厂等模式。