工厂模式（二） —— 工厂方法模式

工厂模式（二） —— 工厂方法模式 1. 絮絮叨叨

• 针对简单工厂模式，自己曾经还说过：这根本就不算一种设计模式，是高人对长久以来的编程习惯的总结
• 简单工厂模式中，调用者得知道自己想创建的对象的名称（传递给工厂的参数），工厂才能根据名称为其创建对应的对象
• 要想支持新类型的对象创建，需要修改已有的工厂类代码，严重违背了开闭原则

2. 简单工厂模式的升级

• 作为一个聪明的程序员，当老大说你的简单工厂模式代码违背了开闭原则时，你想出了一个新的实现方法
  • 每种对象的创建对应一个工厂，而不是由一个工厂去完成多种对象的创建
  • 当需要支持创建新类型的对象时，不需要修改已有的工厂类，只需要增加一个对应的工厂类即可
• 这样的实现，没有违背开闭原则了吧？
• 对简单工厂模式这样的升级改造，形成了一种新的设计模式 —— 工厂方法模式
• 其UML图如下：
  • 抽象工厂：定义了创建产品的接口
  • 具体工厂：实现了抽象工厂中的抽象方法，负责具体的创建
    
• 从UML图可以看出，相对简单工厂模式：
  • 工厂方法模式需要定义一个抽象工厂
  • 实现抽象工厂、创建多个具体工厂，每个工厂负责一种产品的生产

3. 代码示例

• 需求：
  • 客户告诉你他需要支持不同格式的图片加载器，例如jpg、png、gif等
  • 使用时，他想直接获取现成的加载器实例
  • 他目前能想到上述三种图片格式，后续可能还需要支持更多图片格式
• 考虑到系统的可扩展性，工厂方法模式就可以派上用场了：为客户提供多个工厂类，可以生成不同的图片加载器实例

创建抽象产品：

• Reader接口

  public interface Reader {
      void read();
  }
  

创建具体产品

• 实现Reader接口，创建各种格式的图片加载器类

  public class JpgReader implements Reader {
      @Override
      public void read() {
          System.out.print("read jpg");
      }
  }
  public class PngReader implements Reader {
      @Override
      public void read() {
          System.out.print("read png");
      }
  }
  public class GifReader implements Reader {
      @Override
      public void read() {
          System.out.print("read gif");
      }
  }
  

创建抽象工厂：

• 抽象工厂里面有一个生成加载器实例的方法

• 看了看好多JDK源码，通过工厂类获取对象实例时，基本都是getXXX，而非createXXX

• 例如，ManagementFactory中的各种getXXXMXBean()方法，都是在获取对应MXBean的实例

• 因此，这里也使用get开头命名方法

  public interface ReaderFactory {
      Reader getReader();
  }
  

创建具体工厂

• 针对每种格式的Reader创建对应的具体工厂类

  public class JpgReaderFactory implements ReaderFactory {
      @Override
      public Reader getReader() {
          return new JpgReader();
      }
  }
  public class PngReaderFactory implements ReaderFactory {
      @Override
      public Reader getReader() {
          return new PngReader();
      }
  }
  public class GifReaderFactory implements ReaderFactory {
      @Override
      public Reader getReader() {
          return new GifReader();
      }
  }
  

客户端使用工厂类

• 客户端使用的代码如下：

  ReaderFactory factory = new JpgReaderFactory(); // 获取工厂实例
  Reader reader = factory.getReader(); // 通过工厂创建图片加载器实例
  reader.read(); // 输出：read jpg
  

4. 工厂方法模式的优缺点

优点

• 对调用者来说：屏蔽了对象的创建过程，只需要知道对应的工厂名称，就能获得现成的对象
• 对开发人员来说：需要支持更多类型的对象创建时，无需修改现有的工厂类，只需要增加一个对应的工厂类即可

缺点

• 工厂类个数容易过多：每种类型的对象的创建都需要一个对应的工厂类
• 抽象不够：
  • 每个工厂只能创建一种类型的对象，有时需要一个工厂能创建多种类型的对象。
  • 这些对象是相关的或相互依赖的，由一个工厂来创建最合适不过了 

5. 总结

• 工厂方法模式是对简单工厂模式的进一步抽象，可以在不修改已有代码的情况下引入新的产品（新类型的对象），满足了开闭原则
• 会导致工厂类过多，也无法在创建一组相关或相互依赖的对象场景下使用 —— 使用抽象工厂模式解决

题外话

• 说实话，到现在为止，自己都没有发现工厂模式有还什么高深之处
• 自己简单搜索了一下JDK源码，好像也没有看到具体的应用
  • 最多是ManagementFactory，一个创建各种MXBean的工厂
  • 它不是单纯的简单工厂模式或者工厂方法模式，而是每种MXBean的创建都是一个单独的get方法
  • 最多可以说，是对简单工厂模式if-else语句的拆分
  • 或者是对工厂方法模式的一个改进：减少具体工厂类，只需要一个工厂；工厂中，不同的get方法实现不同对象的创建

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参考链接：这是两篇不同的博客，名字相似而已

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