Java设计模式之抽象工厂模式

定义：为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无需指定他们的具体类。
类型：创建类模式

类图：



抽象工厂模式与工厂方法模式的区别

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，他用来创建一组相关或者相互依赖的对象。他与工厂方法模式的区别就在于，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构；而抽象工厂模式则是针对的多个产品等级结构。在编程中，通常一个产品结构，表现为一个接口或者抽象类，也就是说，工厂方法模式提供的所有产品都是衍生自同一个接口或抽象类，而抽象工厂模式所提供的产品则是衍生自不同的接口或抽象类。

在抽象工厂模式中，有一个产品族的概念：所谓的产品族，是指位于不同产品等级结构中功能相关联的产品组成的家族。抽象工厂模式所提供的一系列产品就组成一个产品族；而工厂方法提供的一系列产品称为一个等级结构。我们依然拿生产汽车的例子来说明他们之间的区别。



在上面的类图中，两厢车和三厢车称为两个不同的等级结构；而2.0排量车和2.4排量车则称为两个不同的产品族。再具体一点，2.0排量两厢车和2.4排量两厢车属于同一个等级结构，2.0排量三厢车和2.4排量三厢车属于另一个等级结构；而2.0排量两厢车和2.0排量三厢车属于同一个产品族，2.4排量两厢车和2.4排量三厢车属于另一个产品族。

明白了等级结构和产品族的概念，就理解工厂方法模式和抽象工厂模式的区别了，如果工厂的产品全部属于同一个等级结构，则属于工厂方法模式；如果工厂的产品来自多个等级结构，则属于抽象工厂模式。在本例中，如果一个工厂模式提供2.0排量两厢车和2.4排量两厢车，那么他属于工厂方法模式；如果一个工厂模式是提供2.4排量两厢车和2.4排量三厢车两个产品，那么这个工厂模式就是抽象工厂模式，因为他提供的产品是分属两个不同的等级结构。当然，如果一个工厂提供全部四种车型的产品，因为产品分属两个等级结构，他当然也属于抽象工厂模式了。

例如，我们现在有两种产品A和B，而产品A和B分别都有两个厂商1和2进行生产，在这里我们把不同的厂商1、厂商2理解为牌子1和牌子2，那么厂商1就生产A1、B1，厂商2生产A2、B2。

此时，不同的厂商肯定要生产自己的产品（如A1、B1），每个厂商都有自己的一系列产品，这就与上面抽象工厂模式的描述类似了。
该例子的类图如下：




具体代码实现如下：

//定义不同的产品之间的一定具备的标准，用interface实现
//其中的method()方法可看作提取出不同产品的共性，如手机都有类似的功能
interface IProductA{
public void method();
}

interface IProductB{
public void method();
}

//实现了产品标准实现的一系列具体产品
//由于已经设计好A1由厂商1生产，故以下输出代码有“厂商x”
class ProductA1 implements IProductA{
public void method() {
System.out.println("厂商1    生产ProductA1 ...");
}
}

class ProductA2 implements IProductA{
public void method() {
System.out.println("厂商2    生产ProductA2 ...");
}
}

class ProductB1 implements IProductB{
public void method() {
System.out.println("厂商1    生产ProductB1 ...");
}
}

class ProductB2 implements IProductB{
public void method() {
System.out.println("厂商2    生产ProductB2 ...");
}
}

//每一种牌子的产品生产工厂，即不同的厂商负责自己牌子产品的生产
abstract class Factory1{
abstract IProductA getProductA1();
abstract IProductB getProductB1();
}

abstract class Factory2{
abstract IProductA getProductA2();
abstract IProductB getProductB2();
}

//具体的工厂用来生产相关的产品
class ConcreteFactory1 extends Factory1{
public IProductA getProductA1() {
return new ProductA1();
}
public IProductB getProductB1() {
return new ProductB1();
}
}

class ConcreteFactoryB extends Factory2{
public IProductA getProductA2() {
return new ProductA2();
}
public IProductB getProductB2() {
return new ProductB2();
}
}

//测试类
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//厂商1负责生产产品A1、B1
Factory1 factory1 = new ConcreteFactory1();
IProductA productA1 = factory1.getProductA1();
IProductB productB1 = factory1.getProductB1();

productA1.method();
productB1.method();

//厂商2负责生产产品A2、B2
Factory2 factory2 = new ConcreteFactoryB();
IProductA productA2 = factory2.getProductA2();
IProductB productB2 = factory2.getProductB2();

productA2.method();
productB2.method();
}
}

运行结果：

厂商1 生产ProductA1 ... 厂商1 生产ProductB1 ... 厂商2 生产ProductA2 ... 厂商2 生产ProductB2 ...

其实，上例中本来可以不用到了两个抽象工厂，只剩一个也可，但是这样子与我们现实生活中不同厂商各自生产自己的产品有点不同，所以就将其分开为两个了，也就是将两个厂商完全地分离开。
由上面类图可以知道，一旦任何一个厂商开发出了产品C的话，那么这个厂商肯定需要扩展自己的工厂来投入到C产品的生产中，那么此时工厂1和工厂2就需要进行一定的改变了，这很明显不符合开闭原则。

抽象工厂模式的优点

抽象工厂模式除了具有工厂方法模式的优点外，最主要的优点就是可以在类的内部对产品族进行约束。所谓的产品族，一般或多或少的都存在一定的关联，抽象工厂模式就可以在类内部对产品族的关联关系进行定义和描述，而不必专门引入一个新的类来进行管理。

抽象工厂模式的缺点

产品族的扩展将是一件十分费力的事情，假如产品族中需要增加一个新的产品，则几乎所有的工厂类都需要进行修改。所以使用抽象工厂模式时，对产品等级结构的划分是非常重要的。

适用场景

当需要创建的对象是一系列相互关联或相互依赖的产品族时，便可以使用抽象工厂模式。说的更明白一点，就是一个继承体系中，如果存在着多个等级结构（即存在着多个抽象类），并且分属各个等级结构中的实现类之间存在着一定的关联或者约束，就可以使用抽象工厂模式。假如各个等级结构中的实现类之间不存在关联或约束，则使用多个独立的工厂来对产品进行创建，则更合适一点。

总结

无论是简单工厂模式，工厂方法模式，还是抽象工厂模式，他们都属于工厂模式，在形式和特点上也是极为相似的，他们的最终目的都是为了解耦。在使用时，我们不必去在意这个模式到底工厂方法模式还是抽象工厂模式，因为他们之间的演变常常是令人琢磨不透的。经常你会发现，明明使用的工厂方法模式，当新需求来临，稍加修改，加入了一个新方法后，由于类中的产品构成了不同等级结构中的产品族，它就变成抽象工厂模式了；而对于抽象工厂模式，当减少一个方法使的提供的产品不再构成产品族之后，它就演变成了工厂方法模式。

所以，在使用工厂模式时，只需要关心降低耦合度的目的是否达到了。