设计模式-工厂方法模式及应用

在 简单工厂模式 一节介绍了简单工厂模式，提到了简单工厂模式违背了开闭原则，而“工厂方法模式”是对简单工厂模式的进一步抽象化，其好处是可以使系统在不修改原来代码的情况下引进新的产品，即满足开闭原则。

模式的结构与实现

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工厂方法模式由抽象工厂、具体工厂、抽象产品和具体产品等4个要素构成。本节来分析其基本结构和实现方法。

1. 模式的结构 工厂方法模式的主要角色如下。

• 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法 newProduct() 来创建产品。
• 具体工厂（ConcreteFactory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建。
• 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
• 具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间一一对应。

结构类图：

代码示例

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• Product 抽象产品

public abstract class Mobile {
    /**
	 * show mobile info
	*/
	public abstract void show();
}

• ConcreteProduct 具体产品

public class Huawei extends Mobile{
	public void show() {
		System.out.println("huawei P40 mobile");	
	}
}



public class Iphone extends Mobile {
	public void show() {
		System.out.println("apple iphone mobile");
	}
}

• Abstract Factory 抽象工厂

public abstract class AbstractFactory {
	
    public abstract Mobile product();
}

• ConcreteFactory 具体工厂

public class AppleConcreteFactory extends AbstractFactory{

	@Override
	public Mobile product() {
		return new Iphone();
	}
}


public class HuaweiConcreteFactory extends AbstractFactory {

	@Override
	public Mobile product() {
		return new Huawei();
	}
}

• client 使用方

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		AbstractFactory abstractFactory = new AppleConcreteFactory();
		Mobile mobile =  abstractFactory.product();
		mobile.show();
	}
}

执行结果：

apple iphone mobile

• client2 使用方

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
		// 指定工厂类信息 
        String factoryName = "com.edu.factory.method.AppleConcreteFactory";
        // 通过反射机制获取工厂类
        Class c = Class.forName(factoryName);
        AbstractFactory factory = (AbstractFactory)c.newInstance();
        // 展示产品
        Mobile mobile = factory.product();
        mobile.show();
	}

执行结果

huawei P40 mobile

代码案例类图：

优缺点

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优点：

• 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程。
• 灵活性增强，对于新产品的创建，只需多写一个相应的工厂类。 典型的解耦框架。
• 高层模块只需要知道产品的抽象类，无须关心其他实现类，满足迪米特法则、依赖倒置原则和里氏替换原则。

缺点：

• 类的个数容易过多，增加复杂度
• 增加了系统的抽象性和理解难度
• 抽象产品只能生产一种产品，此弊端可使用抽象工厂模式解决。

应用场景

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• 客户只知道创建产品的工厂名，而不知道具体的产品名。如 华为手机工厂 苹果手机工厂等。
• 创建对象的任务由多个具体子工厂中的某一个完成，而抽象工厂只提供创建产品的接口。
• 客户不关心创建产品的细节，只关心产品的品牌

工厂方法模式的典型应用及源码分析

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• 工厂方法在Logback中的使用 抽象工厂为 ILoggerFactory 接口，工厂方法为 getLogger()，具体工厂角色为 LoggerContext、NOPLoggerFactory、SubstituteLoggerFactory 等。

public interface ILoggerFactory {
    public Logger getLogger(String name);
}

具体工厂角色 抽象产品角色为 Logger，具体产品角色为 Logger 的实现类： 这里直接通过我自己的项目包截下图，可以看到实现类有很多slf4j、kafka的都有。 这里以LoggerContext作为具体工厂，其整个结构类图如下：

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