工厂方法

目的

定义一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化哪个类，把实例化操作推迟到子类。

类图

在简单工厂中，创建对象的是另一个类，而在工厂方法中，是由子类来创建对象。
下图中，Factory 有一个 doSomething() 方法，这个方法需要用到一个产品对象，这个产品对象由 factoryMethod() 方法创建。该方法是抽象的，需要由子类去实现。

角色

• Product：抽象产品
• ConcreteProduct：具体产品
• Factory：抽象工厂
• ConcreteFactory：具体工厂

实现

抽象工厂

public abstract class Factory {
    abstract public Product factoryMethod();
    public void doSomething() {
        Product product = factoryMethod();
        // do something with the product
    }
}

具体工厂

public class ConcreteFactory1 extends Factory {
    public Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProduct1();
    }
}

public class ConcreteFactory2 extends Factory {
    public Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProduct2();
    }
}

抽象产品

public abstract class Product {
    ...
}

具体产品

public class ConcreteProduct1 extends Product {
    ...
}

public class ConcreteProduct2 extends Product {
    ...
}

调用类

……  
Factory factory;  
factory = new ConcreteFactory(); //可通过配置文件实现  
Product product;  
product = factory.factoryMethod();  
……

优缺点

优点

• 工厂方法用来创建客户所需要的产品，同时隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节，用户只需要关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节，也无须知道具体产品类的类名。
• 基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够使工厂可以自主确定创建何种产品对象，而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。其之所以又被称为多态工厂模式，是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。
• 在系统中加入新产品时，无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无须修改客户端，也无须修改其他的具体工厂和具体产品，而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了。这样，系统的可扩展性也就变得非常好，完全符合“开闭原则”。

缺点

• 添加新产品时，需编写新的具体产品类，还要提供与之对应的具体工厂类，系统中类的个数将成对增加，增加了系统的复杂度，给系统带来一些额外的开销。
• 由于考虑到系统的可扩展性，需引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度，且在实现时可能要用到 DOM、反射等技术，增加了系统的实现难度。

适用场景

在以下情况下可以使用工厂方法模式：

• 一个类不知道它所需要的对象的类，客户端只需要知道创建具体产品的工厂类。
• 一个类通过其子类来指定创建哪个对象。对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口，而由其子类来确定具体要创建的对象，利用面向对象的多态性和里氏代换原则，在程序运行时，子类对象将覆盖父类对象，使得系统更容易扩展。
• 将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个，客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类，需要时再动态指定，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。

应用

1. Collection中的iterator方法；
2. java.lang.Proxy#newProxyInstance()
3. java.lang.Object#toString()
4. java.lang.Class#newInstance()
5. java.lang.reflect.Array#newInstance()
6. java.lang.reflect.Constructor#newInstance()
7. java.lang.Boolean#valueOf(String)
8. java.lang.Class#forName()