设计模式---抽象工厂模式
简述
- 类型：创建型
- 目的：实现对客户端中对象族的平替。 对象族 具有共同主题的一组对象的集合。比如，华为的手机，笔记本，平板可以统称为华为族。
我们借以下案例来说说如何使用抽象工厂模式平替对象族。
优化案例
最初版
// 上传模块的接口public interface Uploader { void upload(String fileName);} // 下载模块的接口public interface Downloader { void download(String fileName);} // Linux环境下的上传实现public class LinuxUploader implements Uploader { public void upload(String fileName) { System.out.printf("[Linux]正在上传%s...", fileName); }} // Linux环境下的下载实现public class LinuxDownloader implements Downloader { public void download(String fileName) { System.out.printf("[Linux]正在下载%s...", fileName); }} // Unix环境下的上传实现public class UnixUploader implements Uploader { public void upload(String fileName) { System.out.printf("[Unix]正在上传%s...", fileName); }} // Unix环境下的下载实现public class UnixDownloader implements Downloader { public void download(String fileName) { System.out.printf("[Unix]正在下载%s...", fileName); }}客户端调用如下。
public class Client { public static void main(String[] args) { Uploader uploader = new LinuxUploader(); Downloader downloader = new LinuxDownloader(); }}传统是new创建对象的方式有着硬编码的问题。当我们需要把所有LinuxXXX对象改为UnixXXX对象时，就必须在项目中检索所有的LinuxXXX修改为UnixXXX。这无疑增加了大量的无意义的工作。
修改版v1(简单工厂)
增加一个工厂类，其他不变。
// 简单工厂public class Factory { static Uploader uploader(String target) { if ("LinuxUploader".equals(target)) { return new LinuxUploader(); } else if ("UnixUploader".equals(target)) { return new UnixUploader(); } throw new Exception("输入的参数错误"); } static Downloader downloader(String target) { if ("LinuxDownloader".equals(target)) { return new LinuxDownloader(); } else if ("UnixDownloader".equals(target)) { return new UnixDownloader(); } throw new Exception("输入的参数错误"); }}修改后，客户端的代码调用。
public class Client { public static void main(String[] args) { Uploader up1 = Factory.instance("LinuxUploader"); Downloader down1 = Factory.instance("LinuxDownloader"); Uploader up2 = Factory.instance("UnixUploader"); Downloader down2 = Factory.instance("UnixDownloader"); }}在一定程度上解决了客户端硬编码问题。并且当我们需要把所有LinuxUploader对象改为UnixUploader对象时，只需要在Factory中将new LinuxUploader() → new UnixUploader()即可。这无疑节省了很多的时间，也无需为硬编码带来的大量改修而苦恼。
但是目前这个优化方案依然有至少两个问题，一是Factory.uploader方法中耦合了所有的Uploader实现类，这可能有碍于未来的项目维护，二是new LinuxUploader() → new UnixUploader()这种修改方式会导致代码目的不明确，既然不论是LinuxUploader还是UnixUploader都直接生成UnixUploader对象，就没有必要定义LinuxUploader了呀。实际上是因为客户端代码中还有使用OSFactory.instance("LinuxUploader")来创建的对象，为了不修改客户端代码，强行做如上修改。
修改版v2(抽象工厂)
将原本的工厂类抽象化，并定义一系列不同的实现类，其余不变。
// 抽象的工厂接口public interface Factory { Uploader uploader(); Downloader downloader();} // Linux环境下的工厂实现public class LinuxFactory { public Uploader uploader() { return new LinuxUploader(); } public Downloader downloader() { return new LinuxDownloader(); }} // Uinx环境下的工厂实现public class UnixFactory { public Uploader uploader() { return new UnixUploader(); } public Downloader downloader() { return new UnixDownloader(); }}修改后，客户端的代码调用。
public class Client { private static Factory factory = new LinuxFactory(); public static void main(String[] args) { Uploader uploader = factory.uploader(); Downloader downloader = factory.downloader(); }}将原本Factory类中臃肿的逻辑分散到各个子类中，提高了系统的可维护性，不用再每次都修改Factory类了。
那么，问题来了，这样的结构对于我们的项目有什么帮助吗？有，而且很大，在客户端定义了一个静态的属性factory，当接下来客户换了系统从Linux换到了Unix，那我们也需要更换对应的上传下载的类，这时我们只要修改factory引用的具体工厂类的对象就可以了，很方便。实际上还可以更加方便的实现对象族的平替。而为了实现这个需求，我们需要结合Java反射这项技术。请看下面的代码。
修改版v3(抽象工厂+反射)
只修改客户端的调用方式，其他位置不做修改。
public class Client { private static Factory factory; // 通过Java的反射机制创建上述factory对象 static { // 读取prop配置文件 Properties prop = new Properties(); FileReader fileReader = new FileReader("src/resource/props/config.prop"); prop.load(fileReader); fileReader.close(); factory = (Factory) Class.forName(prop.getProperty("FACTORY")) .getDeclaredConstructor().newInstance(); } public static void main(String[] args) { Uploader uploader = factory.uploader(); Downloader downloader = factory.downloader(); }}增加一个properties文件文件，定义如下。
#当前使用的工厂类FACTORY=design.abstractfactory.LinuxFactory当需要将系统中的Linux系列的对象转化为Unix系列时，只需要更改上述配置文件即可，具体如下。
#当前使用的工厂类FACTORY=design.abstractfactory.UnixFactory总之就是非常方便。
总结
优点
- 轻松做到对象族的平替。
缺点
- 类数量倍增，系统复杂度增加。
应用场景
- 根据需求，需要全面替换系统中的某个对象族时。
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