设计模式(一) 工厂模式 五种写法总结

转载请标明出处： 
http://blog.csdn.net/zxt0601/article/details/52798423本文出自:【张旭童的博客】

系列开篇瞎BB

设计模式相关的文章学习与总结，一直有意为之，一直又觉得时机不到。一 是怕自己代码经验还不够，学习了也不懂，强行理解没有意义。二 是怕自己学习了以后总结出来，万一有不对的地方，误人子弟。而在现在的公司摸爬滚打半年后，感觉自己写代码遇到了瓶颈，想写好写优雅，却不清楚这么写究竟是自以为优雅 还是真的优雅。或对着看一些系统源码、框架源码时，不太理解他们这么写是为什么。于是我开始了学习之路，从比较简单的工厂模式开刀，看了大概10+篇资料，发现各位大大对工厂模式的各种写法叫法不一，理解也不一，而且没有一篇是比较全的收录各种写法的。so，这也坚定了我将它总结写出来的决心，既然每个人的理解都有或多或少的缺失或冲突，那我也总结一份我的理解，呈现出来，供各位看官参考 点评。

一概述：

属于创建型设计模式，需要生成的对象叫做产品 ，生成对象的地方叫做工厂 。

使用场景：

在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。 
直接用new可以完成的不需要用工厂模式个人理解，重点就是这个复杂 （构造函数有很多参数）和 是否可以 直接用new。（不理解这句话的话，看完一圈例子就理解了）下面逐个介绍我所知道的各种工厂模式以及它们的特点，使用场景，并尽可能的找出JDK SDK里它们的身影。

二 简单（静态）工厂：

一个栗子： 
我喜欢吃面条，抽象一个面条基类，(接口也可以)，这是产品的抽象类。

public abstract class INoodles {
/**
* 描述每种面条啥样的
*/
public abstract void desc();
}

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先来一份兰州拉面（具体的产品类）：

public class LzNoodles extends INoodles {
@Override
public void desc() {
System.out.println("兰州拉面 上海的好贵 家里才5 6块钱一碗");
}
}

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程序员加班必备也要吃泡面（具体的产品类）：

public class PaoNoodles extends INoodles {
@Override
public void desc() {
System.out.println("泡面好吃 可不要贪杯");
}
}

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还有我最爱吃的家乡的干扣面（具体的产品类）：

public class GankouNoodles extends INoodles {
@Override
public void desc() {
System.out.println("还是家里的干扣面好吃 6块一碗");
}
}

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准备工作做完了，我们来到一家“简单面馆”（简单工厂类），菜单如下：

public class SimpleNoodlesFactory {
public static final int TYPE_LZ = 1;//兰州拉面
public static final int TYPE_PM = 2;//泡面
public static final int TYPE_GK = 3;//干扣面

public static INoodles createNoodles(int type) {
switch (type) {
case TYPE_LZ:
return new LzNoodles();
case TYPE_PM:
return new PaoNoodles();
case TYPE_GK:
default:
return new GankouNoodles();
}
}
}

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简单面馆就提供三种面条（产品），你说你要啥，他就给你啥。这里我点了一份干扣面:

/**
* 简单工厂模式
*/
INoodles noodles = SimpleNoodlesFactory.createNoodles(SimpleNoodlesFactory.TYPE_GK);
noodles.desc();

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输出：

还是家里的干扣面好吃 6块一碗

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特点

1 它是一个具体的类，非接口 抽象类。有一个重要的create()方法，利用if或者 switch创建产品并返回。2 create()方法通常是静态的，所以也称之为静态工厂。

缺点

1 扩展性差（我想增加一种面条，除了新增一个面条产品类，还需要修改工厂类方法）2 不同的产品需要不同额外参数的时候 不支持。

三 另一种简单工厂（反射）：

利用反射

Class.forName(clz.getName()).newInstance()

实现的简单工厂：

public class StaticNoodlesFactory {
/**
* 传入Class实例化面条产品类
*
* @param clz
* @param <T>
* @return
*/
public static <T extends INoodles> T createNoodles(Class<T> clz) {
T result = null;
try {
result = (T) Class.forName(clz.getName()).newInstance();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return result;
}
}

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点菜时：

/**
* 另一种简单工厂
* 利用Class.forName(clz.getName()).newInstance()
*/
System.out.println("=====另一种简单工厂利用Class.forName(clz.getName()).newInstance()======" +
"\n个人觉得不好，因为这样和简单的new一个对象一样，工厂方法应该用于复杂对象的初始化" +
"\n 这样像为了工厂而工厂");
//兰州拉面
INoodles lz = StaticNoodlesFactory.createNoodles(LzNoodles.class);
lz.desc();
//泡面
INoodles pm = StaticNoodlesFactory.createNoodles(PaoNoodles.class);
pm.desc();

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输出：

=====另一种简单工厂利用Class.forName(clz.getName()).newInstance()======
个人觉得不好，因为这样和简单的new一个对象一样，工厂方法应该用于复杂对象的初始化
这样像为了工厂而工厂
兰州拉面 上海的好贵 家里才5 6块钱一碗
泡面好吃 可不要贪杯

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特点

1 它也是一个具体的类，非接口 抽象类。但它的create()方法，是利用反射机制生成对象返回，好处是增加一种产品时，不需要修改create()的代码。

缺点

这种写法粗看牛逼，细想之下，不谈reflection的效率还有以下问题：1 个人觉得不好，因为Class.forName(clz.getName()).newInstance()调用的是无参构造函数生成对象，它和new Object()是一样的性质，而工厂方法应该用于复杂对象的初始化 ，当需要调用有参的构造函数时便无能为力了，这样像为了工厂而工厂。2 不同的产品需要不同额外参数的时候 不支持。

四 多方法工厂（常用）

使用方法二 三实现的工厂，都有一个缺点：不同的产品需要不同额外参数的时候 不支持。而且如果使用时传递的type、Class出错，将不能得到正确的对象，容错率不高。而多方法的工厂模式为不同产品，提供不同的生产方法，使用时 需要哪种产品就调用该种产品的方法，使用方便、容错率高。工厂如下：

public class MulWayNoodlesFactory {

/**
* 模仿Executors 类
* 生产泡面
*
* @return
*/
public static INoodles createPm() {
return new PaoNoodles();
}

/**
* 模仿Executors 类
* 生产兰州拉面
*
* @return
*/
public static INoodles createLz() {
return new LzNoodles();
}

/**
* 模仿Executors 类
* 生产干扣面
*
* @return
*/
public static INoodles createGk() {
return new GankouNoodles();
}
}

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使用时：

/**
* 多方法静态工厂(模仿Executor类）
*/
System.out.println("==============================模仿Executor类==============================" +
"\n 这种我比较青睐，增加一个新面条，只要去增加一个static方法即可,也不修改原方法逻辑");
INoodles lz2 = MulWayNoodlesFactory.createLz();
lz2.desc();

INoodles gk2 = MulWayNoodlesFactory.createGk();
gk2.desc();

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输出：

==============================模仿Executor类==============================
这种我比较青睐，增加一个新面条，只要去增加一个static方法即可,也不修改原方法逻辑
兰州拉面 上海的好贵 家里才5 6块钱一碗
还是家里的干扣面好吃 6块一碗

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源码撑腰环节

查看java源码：

java.util.concurrent.Executors

类便是一个生成

Executor

 的工厂 ，其采用的便是 多方法静态工厂模式：例如

ThreadPoolExecutor

类构造方法有5个参数，其中三个参数写法固定，前两个参数可配置，如下写。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

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又如JDK想增加创建

ForkJoinPool

类的方法了，只想配置

parallelism

参数，便在类里增加一个如下的方法：

public static ExecutorService newWorkStealingPool(int parallelism) {
return new ForkJoinPool
(parallelism,
ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
null, true);
}

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这个例子可以感受到工厂方法的魅力了吧：方便创建 同种类型的 复杂参数 对象。

五 普通工厂

普通工厂就是把简单工厂中具体的工厂类，划分成两层：抽象工厂层+具体的工厂子类层。（一般->特殊）面条工厂（抽象工厂类），作用就是生产面条：

public abstract class NoodlesFactory {
public abstract INoodles create();
}

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兰州拉面工厂 （具体工厂子类）：

public class LzFactory extends NoodlesFactory {
@Override
public INoodles create() {
return new LzNoodles();
}
}

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泡面工厂 （具体工厂子类）：

public class PaoFactory extends NoodlesFactory {
@Override
public INoodles create() {
return new PaoNoodles();
}
}

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最爱的干扣面工厂 （具体工厂子类）：

public class GankouFactory extends NoodlesFactory {
@Override
public INoodles create() {
return new GankouNoodles();
}
}

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使用时：

/**
* 普通工厂方法：
*/
System.out.println("===========================普通工厂方法==============================" +
"\n 这种要多写一个类，不过更面向对象吧 = = ，实际中我更倾向于使用【模仿Executor类】的方式");
NoodlesFactory factory1 = new GankouFactory();
INoodles gk3 = factory1.create();
gk3.desc();

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输出：

===========================普通工厂方法==============================
这种要多写一个类，不过更面向对象吧 = = ，实际中我更倾向于使用【模仿Executor类】的方式
还是家里的干扣面好吃 6块一碗

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普通工厂与简单工厂模式的区别：

可以看出，普通工厂模式特点：不仅仅做出来的产品要抽象， 工厂也应该需要抽象。工厂方法使一个产品类的实例化延迟到其具体工厂子类.工厂方法的好处就是更拥抱变化。当需求变化，只需要增删相应的类，不需要修改已有的类。而简单工厂需要修改工厂类的create()方法，多方法静态工厂模式需要增加一个静态方法。

缺点：

引入抽象工厂层后，每次新增一个具体产品类，也要同时新增一个具体工厂类，所以我更青睐 多方法静态工厂。

六 抽象工厂：

以上介绍的工厂都是单产品系的。抽象工厂是多产品系 （貌似也有产品家族的说法）。举个例子来说，每个店(工厂)不仅仅卖面条，还提供饮料卖。 
提供饮料卖，饮料是产品，先抽象一个产品类，饮料：

public abstract class IDrinks {
/**
* 描述每种饮料多少钱
*/
public abstract void prices();
}

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然后实现两个具体产品类: 
可乐：

public class ColaDrinks extends IDrinks {
@Override
public void prices() {
System.out.println("可乐三块五");
}
}

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屌丝还是多喝水吧：

public class WaterDrinks extends IDrinks {
@Override
public void prices() {
System.out.println("和我一样的穷鬼都喝水，不要钱~！");
}
}

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抽象饭店，无外乎吃喝（抽象工厂类）：

public abstract class AbstractFoodFactory {
/**
* 生产面条
*
* @return
*/
public abstract INoodles createNoodles();

/**
* 生产饮料
*/
public abstract IDrinks createDrinks();
}

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兰州大酒店（具体工厂类）：

public class LzlmFoodFactory extends AbstractFoodFactory {
@Override
public INoodles createNoodles() {
return new LzNoodles();//卖兰州拉面
}

@Override
public IDrinks createDrinks() {
return new WaterDrinks();//卖水
}
}

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KFC（具体工厂类）：

public class KFCFoodFactory extends AbstractFoodFactory {
@Override
public INoodles createNoodles() {
return new PaoNoodles();//KFC居然卖泡面
}

@Override
public IDrinks createDrinks() {
return new ColaDrinks();//卖可乐
}
}

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使用：

/**
* 抽象工厂方法：
*/
System.out.println("==============================抽象方法==============================" +
"\n 老实说，以我这一年的水平我体会不到抽象工厂有何巨大优势，所以在我这里我没有想到很好的使用场景。希望以后在慢慢体会吧。");
AbstractFoodFactory abstractFoodFactory1 = new KFCFoodFactory();
abstractFoodFactory1.createDrinks().prices();
abstractFoodFactory1.createNoodles().desc();

abstractFoodFactory1= new LzlmFoodFactory();
abstractFoodFactory1.createDrinks().prices();
abstractFoodFactory1.createNoodles().desc();

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输出：

==============================抽象方法==============================
老实说，以我这一年的水平我体会不到抽象工厂有何巨大优势，所以在我这里我没有想到很好的使用场景。希望以后在慢慢体会吧。
可乐三块五
泡面好吃 可不要贪杯
和我一样的穷鬼都喝水，不要钱~！
兰州拉面 上海的好贵 家里才5 6块钱一碗

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小结：

将工厂也抽象了，在使用时，工厂和产品都是面向接口编程，OO（面向对象）的不得了。

缺点

但是将工厂也抽象后，有个显著问题，就是类爆炸了。而且每次拓展新产品种类，例如不仅卖吃卖喝，我还想卖睡，提供床位服务，这需要修改抽象工厂类，因此所有的具体工厂子类，都被牵连，需要同步被修改。老实说，以我这一年的水平我体会不到抽象工厂有何巨大优势，所以在我这里我没有想到很好的使用场景。希望以后在慢慢体会吧。如有您知道，希望不吝赐教。

七 个人总结和使用场景

一句话总结工厂模式：方便创建 同种产品类型的 复杂参数 对象工厂模式重点就是适用于 构建同产品类型（同一个接口 基类）的不同对象时，这些对象new很复杂，需要很多的参数，而这些参数中大部分都是固定的，so，懒惰的程序员便用工厂模式封装之。 
（如果构建某个对象很复杂，需要很多参数，但这些参数大部分都是“不固定”的，应该使用Builder模式）为了适应程序的扩展性，拥抱变化，便衍生出了 普通工厂、抽象工厂等模式。代码传送门： 
github： 
https://github.com/mcxtzhang/Demos/tree/master/libfactorypattern

学习参考：

http://blog.csdn.net/zhangerqing/article/details/8194653 
http://blog.csdn.net/column/details/code-design.html 
Android源码设计模式书籍 
Java设计模式深入研究书籍 
一些搜 工厂模式 出来的文章….