在前面我们学习了简单工厂模式，简单工厂模式适用于产品对象比较固定的使用场景。简单工厂模式工厂模式存在两个比较大的问题，一个是新产品的加入必须修改工厂类，违反了开闭原则；另一个是所有产品对象都与工厂类耦合，无法对工厂类进行抽象，不利于系统扩展。
工厂方法模式就可以很好的解决这两个问题，不再使用单一的工厂类创建所有产品，而是针对不同产品使用不同工厂创建，提供一个与产品等级结构相对应的工厂等级结构。
1. 定义
工厂方法模式定义一个用于创建对象的工厂接口，让子类决定创建哪种类型的产品对象，使得具体产品对象的创建延迟到抽象工厂的子类中进行。工厂方法模式又称工厂模式，是一种创建型模式。
在工厂方法模式中，存在4个角色：
- 抽象产品角色：它定义了产品接口，是工厂生产具体产品的父类，可以是接口或抽象类。
- 具体产品角色：它实现了抽象产品接口，是工厂类生产的具体产品对象。
- 抽象工厂角色：抽象工厂接口声明了工厂方法，用于返回产品，是工厂方法模式的核心，所有的具体工厂都要实现抽象工厂接口。
- 具体工厂角色：它是抽象工厂类的子类，实现了抽象工厂生命的工厂方法，返回一个具体的产品实例对象，和具体产品角色一一对应。
可以看出来，工厂方法模式和简单工厂模式唯一的区别就是多了抽象工厂角色，它的出现就很好的解决了简单工厂模式的两个缺点。
2. 代码实现
现在通过这样一个需求，有一个电子工厂，可以生产不同的电子产品，分别是电脑和手机。
- 抽象产品角色
// 1.抽象的产品角色
public abstract class Product {
// 业务方法 - 开机
protected abstract void powerOn();
}
- 具体产品角色
// 2.具体的产品角色 - 电脑
class Computer extends Product {
@Override
protected void powerOn() {
System.out.println("电脑开机！");
}
}
// 2.具体的产品角色 - 手机
class Phone extends Product {
@Override
protected void powerOn() {
System.out.println("手机开机！");
}
}
- 抽象工厂角色
// 3.抽象的工厂角色
public interface Factory {
Product createProduct();
}
- 具体工厂角色
// 4.具体的工厂角色 - 电脑工厂
class ComputerFactory implements Factory {
@Override
public Product createProduct() {
return new Computer();
}
}
// 4.具体的工厂角色 - 电脑工厂
class PhoneFactory implements Factory {
@Override
public Product createProduct() {
return new Phone();
}
}
- 客户端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 电脑产品
Factory computerFactory = new ComputerFactory();
Product computer = computerFactory.createProduct();
computer.powerOn();
// 手机产品
PhoneFactory phoneFactory = new PhoneFactory();
Product phone = phoneFactory.createProduct();
phone.powerOn();
}
}
3. UML类图
这里忽略客户端client：
4. 总结
4.1 优点
- 和其他工厂模式一样，将对象的创建和使用过程分离，做进一步的解耦，用户只需关注所使用的工厂即可；
- 工厂和产品都有同层级抽象设计，这也是工厂方法模式被称为多态工厂的原因，所以扩展性更强；
- 在新加入具体产品时，只需增加对应的具体工厂和具体产品角色即可，无需修改源代码，符合开闭原则；
4.2 缺点
- 具体产品角色都要有与之对应的具体工厂，增加了类的个数，增加了系统复杂性，造成系统额外的运行开销；
- 工厂和产品均使用抽象层开发，无形中增加了代码理解的难度。
4.3 适用场景
- 客户端不知道要具体要创建的产品对象，而只关注产品的工厂；
- 对一些无法获取到源代码的场景下，工厂或者产品的接口只有字节码；
- 对象的创建过程比较复杂，可能涉及到一些io操作或者数据库连接等；
5. 问题
- 工厂方法模式中的工厂方法可否是静态方法？
不可以，因为静态方法是属于类的，只能通过类名.方法名来创建对象，这样抽象工厂角色就没有存在的意义，无法在工厂的维度上做抽象的扩展。
- 抽象工厂和具体工厂没有存在的意义，开发的时候直接面向抽象产品角色编程也可以
其实工厂存在的意义是使得工厂创建和使用过程分离，做进一步的解耦，这是创建型设计模式的核心所在，工厂用来做生产，客户端去调用做业务逻辑；
另外还可以考虑一种场景，如果产品对象的创建过程比较复杂，可能涉及到一些jdbc连接、io操作等，举个例子，有个开发场景要记录业务日志，有产品角色需要写入到数据库，有产品角色需要记录到本地磁盘文件中。对于这样的场景，我们可以把比较复杂的jdbc连接，io操作的初始化写入到工厂类中执行，客户端就不用关心这些复杂的操作，只需要使用创建好的对象就可以。
