java设计模式之工厂方法详解

工厂方法设计模式是一种在软件设计中广泛使用的创建型模式，它的主要目的是将对象的创建过程封装起来，使得创建过程与客户端代码分离，增加系统的可扩展性和可维护性。在这个模式中，我们创建一个抽象工厂类，它定义了一个或多个产品对象的创建方法，而具体的创建过程则由该抽象工厂的子类来实现。这种设计遵循了开闭原则，即对扩展开放，对修改关闭。 1. **概念**： 工厂方法模式属于类的创建模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂方法模式中，接口或抽象类负责定义创建对象的公共接口，而具体的产品创建则由具体的子类去实现。这样，当需要添加新产品时，只需添加新的具体工厂和产品类，而无需修改已有的代码。 2. **模式动机**： 在简单工厂模式中，所有的产品创建都在同一个静态方法中完成，这可能导致工厂类过于庞大且难以维护。当有新的产品加入时，需要修改原有工厂类，违反了开闭原则。而工厂方法模式通过引入多态性，每个具体产品都有对应的工厂负责创建，扩展性大大增强。 3. **模式结构**： - **抽象工厂角色**：定义一个创建对象的接口，通常是一个抽象类或接口，如Java中的`Creator`。 - **具体工厂角色**：实现了抽象工厂，创建具体产品，如`ConcreteCreator1`和`ConcreteCreator2`。 - **抽象产品角色**：表示所有被创建的对象的父类，可以是一个抽象类或接口，如`Product`。 - **具体产品角色**：实现了抽象产品接口，如`ConcreteProduct1`和`ConcreteProduct2`。 4. **模式样例**： 在轮胎生产场景中，抽象工厂类代表轮胎厂，它可以生产各种类型的轮胎。具体工厂类代表为生产特定品牌轮胎的生产线，如`ConcreteCreator1`生产奔驰轮胎，`ConcreteCreator2`生产宝马轮胎。抽象产品类`Product`代表轮胎，具体产品类如`ConcreteProduct1`和`ConcreteProduct2`代表奔驰轮胎和宝马轮胎。客户端代码`Client`只需要知道如何创建工厂，然后通过工厂方法获取所需的轮胎产品，无需关心具体生产过程。 5. **优缺点**： - **优点**：提高了代码的可扩展性，增加新产品时无需修改已有代码；提供了多态性的工厂接口，使得客户可以根据需要选择不同的产品。 - **缺点**：增加了类的数量，使得系统更加复杂；如果产品族扩展过多，可能会导致类的爆炸性增长。 工厂方法设计模式在Java开发中常用于框架和库的设计，例如JDBC中的`DriverManager.getConnection()`方法就是一个典型的工厂方法应用，根据数据库URL动态创建对应的数据库连接。此外，Spring框架中也大量使用了工厂方法模式来创建Bean对象。理解并熟练运用工厂方法模式，能够帮助开发者更好地设计出灵活、易于维护的系统。