Carson带你学设计模式：抽象工厂模式（Abstract Factory）
Carson带你学设计模式：抽象工厂模式（Abstract Factory）
前言
- 在上文提到的Carson带你学设计模式：工厂方法模式（Factory Method），发现工厂方法模式存在一个严重的问题：一个具体工厂只能创建一类产品。
- 而在实际过程中，一个工厂往往需要生产多类产品。为了解决上述的问题，我们又使用了一种新的设计模式：抽象工厂模式。
Carson带你学设计模式系列文章 Carson带你学设计模式：这是一份全面 & 详细的设计模式学习指南 Carson带你学设计模式：单例模式（Singleton） Carson带你学设计模式：简单工厂模式（SimpleFactoryPattern） Carson带你学设计模式：工厂方法模式（Factory Method） Carson带你学设计模式：抽象工厂模式（Abstract Factory） Carson带你学设计模式：建造者模式（Builder Pattern） Carson带你学设计模式：适配器模式（Adapter Pattern） Carson带你学设计模式：外观模式（Facade Pattern） Carson带你学设计模式：静态代理模式（Proxy Pattern） Carson带你学设计模式：动态代理模式（Proxy Pattern） Carson带你学设计模式：模板方法模式（Template Method） Carson带你学设计模式：策略模式（Strategy Pattern） Carson带你学设计模式：观察者模式（Observer）
目录
1. 介绍
1.1 定义
抽象工厂模式，即Abstract Factory Pattern，提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类；具体的工厂负责实现具体的产品实例。
抽象工厂模式与工厂方法模式最大的区别：抽象工厂中每个工厂可以创建多种类的产品；而工厂方法每个工厂只能创建一类
1.2 主要作用
允许使用抽象的接口来创建一组相关产品，而不需要知道或关心实际生产出的具体产品是什么，这样就可以从具体产品中被解耦。
1.3 解决的问题
每个工厂只能创建一类产品
即工厂方法模式的缺点
2. 模式原理
2.1 UML类图
2.2 模式组成
组成（角色） | 关系 | 作用 |
|---|---|---|
抽象产品族（AbstractProduct） | 抽象产品的父类 | 描述抽象产品的公共接口 |
抽象产品（Product） | 具体产品的父类 | 描述具体产品的公共接口 |
具体产品（Concrete Product） | 抽象产品的子类；工厂类创建的目标类 | 描述生产的具体产品 |
抽象工厂（Creator） | 具体工厂的父类 | 描述具体工厂的公共接口 |
具体工厂（Concrete Creator） | 抽象工厂的子类；被外界调用 | 描述具体工厂；实现FactoryMethod工厂方法创建产品的实例 |
如何理解抽象产品族、抽象产品和具体产品的区别呢？请看下图
2.3 使用步骤
步骤1： 创建抽象工厂类，定义具体工厂的公共接口；
步骤2： 创建抽象产品族类 ，定义抽象产品的公共接口；
步骤3： 创建抽象产品类 （继承抽象产品族类），定义具体产品的公共接口；
步骤4： 创建具体产品类（继承抽象产品类） & 定义生产的具体产品；
步骤5：创建具体工厂类（继承抽象工厂类），定义创建对应具体产品实例的方法；
步骤6：**客户端通过实例化具体的工厂类，并调用其创建不同目标产品的方法创建不同具体产品类的实例
3. 实例讲解
接下来我用一个实例来对抽象工厂模式进行更深一步的介绍。
3.1 实例概况
- 背景：小成有两间塑料加工厂（A厂仅生产容器类产品；B厂仅生产模具类产品）；随着客户需求的变化，A厂所在地的客户需要也模具类产品，B厂所在地的客户也需要容器类产品；
- 冲突：没有资源（资金+租位）在当地分别开设多一家注塑分厂
- 解决方案：在原有的两家塑料厂里增设生产需求的功能，即A厂能生产容器+模具产品；B厂间能生产模具+容器产品。
即抽象工厂模式
3.2 使用步骤
步骤1： 创建抽象工厂类，定义具体工厂的公共接口
abstract class Factory{
public abstract Product ManufactureContainer();
public abstract Product ManufactureMould();
}步骤2： 创建抽象产品族类 ，定义具体产品的公共接口；
abstract class AbstractProduct{
public abstract void Show();
}步骤3： 创建抽象产品类 ，定义具体产品的公共接口；
//容器产品抽象类
abstract class ContainerProduct extends AbstractProduct{
@Override
public abstract void Show();
}
//模具产品抽象类
abstract class MouldProduct extends AbstractProduct{
@Override
public abstract void Show();
}步骤4： 创建具体产品类（继承抽象产品类）， 定义生产的具体产品；
//容器产品A类
class ContainerProductA extends ContainerProduct{
@Override
public void Show() {
System.out.println("生产出了容器产品A");
}
}
//容器产品B类
class ContainerProductB extends ContainerProduct{
@Override
public void Show() {
System.out.println("生产出了容器产品B");
}
}
//模具产品A类
class MouldProductA extends MouldProduct{
@Override
public void Show() {
System.out.println("生产出了模具产品A");
}
}
//模具产品B类
class MouldProductB extends MouldProduct{
@Override
public void Show() {
System.out.println("生产出了模具产品B");
}
}步骤5：创建具体工厂类（继承抽象工厂类），定义创建对应具体产品实例的方法；
//A厂 - 生产模具+容器产品
class FactoryA extends Factory{
@Override
public Product ManufactureContainer() {
return new ContainerProductA();
}
@Override
public Product ManufactureMould() {
return new MouldProductA();
}
}
//B厂 - 生产模具+容器产品
class FactoryB extends Factory{
@Override
public Product ManufactureContainer() {
return new ContainerProductB();
}
@Override
public Product ManufactureMould() {
return new MouldProductB();
}
}步骤6：客户端通过实例化具体的工厂类，并调用其创建不同目标产品的方法创建不同具体产品类的实例
//生产工作流程
public class AbstractFactoryPattern {
public static void main(String[] args){
FactoryA mFactoryA = new FactoryA();
FactoryB mFactoryB = new FactoryB();
//A厂当地客户需要容器产品A
mFactoryA.ManufactureContainer().Show();
//A厂当地客户需要模具产品A
mFactoryA.ManufactureMould().Show();
//B厂当地客户需要容器产品B
mFactoryB.ManufactureContainer().Show();
//B厂当地客户需要模具产品B
mFactoryB.ManufactureMould().Show();
}
}结果：
生产出了容器产品A
生产出了容器产品B
生产出了模具产品A
生产出了模具产品B4. 优点
- 降低耦合 抽象工厂模式将具体产品的创建延迟到具体工厂的子类中，这样将对象的创建封装起来，可以减少客户端与具体产品类之间的依赖，从而使系统耦合度低，这样更有利于后期的维护和扩展；
- 更符合开-闭原则 新增一种产品类时，只需要增加相应的具体产品类和相应的工厂子类即可
简单工厂模式需要修改工厂类的判断逻辑
- 符合单一职责原则 每个具体工厂类只负责创建对应的产品
简单工厂中的工厂类存在复杂的switch逻辑判断
- 不使用静态工厂方法，可以形成基于继承的等级结构。
简单工厂模式的工厂类使用静态工厂方法
5. 缺点
- 抽象工厂模式很难支持新种类产品的变化。 这是因为抽象工厂接口中已经确定了可以被创建的产品集合，如果需要添加新产品，此时就必须去修改抽象工厂的接口，这样就涉及到抽象工厂类的以及所有子类的改变，这样也就违背了“开发——封闭”原则。
对于新的产品族符合开-闭原则；对于新的产品种类不符合开-闭原则，这一特性称为开-闭原则的倾斜性。
6. 应用场景
在了解了优缺点后，我总结了工厂方法模式的应用场景：
- 一个系统不要求依赖产品类实例如何被创建、组合和表达的表达，这点也是所有工厂模式应用的前提。
- 这个系统有多个系列产品，而系统中只消费其中某一系列产品
- 系统要求提供一个产品类的库，所有产品以同样的接口出现，客户端不需要依赖具体实现。
7. 总结
本文主要对抽象工厂模式进行了全面介绍