前言

• 23種設(shè)計(jì)模式速記
• 單例(singleton)模式
• 工廠方法(factory method)模式

23種設(shè)計(jì)模式快速記憶的請(qǐng)看上面第一篇，前面說(shuō)完了工廠方法模式，我們發(fā)現(xiàn)工廠方法模式存在一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題：一個(gè)具體工廠只能創(chuàng)建一類產(chǎn)品 ，而實(shí)際過(guò)程中一個(gè)工廠往往需要生產(chǎn)多類產(chǎn)品。為了解決上述問(wèn)題，可以使用抽象工廠模式，本篇和大家一起來(lái)學(xué)習(xí)抽象工廠模式相關(guān)內(nèi)容。

模式定義

抽象工廠模式，即Abstract Factory Pattern，提供一個(gè)創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對(duì)象的接口，而無(wú)須指定它們具體的類；具體的工廠負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)具體的產(chǎn)品實(shí)例。

抽象工廠模式是工廠方法模式的升級(jí)版本，工廠方法模式只生產(chǎn)一個(gè)等級(jí)的產(chǎn)品，而抽象工廠模式可生產(chǎn)多個(gè)等級(jí)的產(chǎn)品。

解決的問(wèn)題

每個(gè)工廠只能創(chuàng)建一類產(chǎn)品

即工廠方法模式的缺點(diǎn)

模式組成

抽象工廠模式同工廠方法模式一樣，也是由抽象工廠、具體工廠、抽象產(chǎn)品和具體產(chǎn)品等 4 個(gè)要素構(gòu)成，但抽象工廠中方法個(gè)數(shù)不同，抽象產(chǎn)品的個(gè)數(shù)也不同。現(xiàn)在我們來(lái)分析其基本結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法。

使用步驟

創(chuàng)建抽象工廠類，定義具體工廠的公共接口；

創(chuàng)建抽象產(chǎn)品族類 ，定義抽象產(chǎn)品的公共接口；

創(chuàng)建抽象產(chǎn)品類 (繼承抽象產(chǎn)品族類)，定義具體產(chǎn)品的公共接口；

創(chuàng)建具體產(chǎn)品類(繼承抽象產(chǎn)品類) & 定義生產(chǎn)的具體產(chǎn)品；

創(chuàng)建具體工廠類(繼承抽象工廠類)，定義創(chuàng)建對(duì)應(yīng)具體產(chǎn)品實(shí)例的方法；

客戶端通過(guò)實(shí)例化具體的工廠類，并調(diào)用其創(chuàng)建不同目標(biāo)產(chǎn)品的方法創(chuàng)建不同具體產(chǎn)品類的實(shí)例

實(shí)例說(shuō)明

實(shí)例概況

• 背景：隔壁老王有兩間塑料加工廠(A廠僅生產(chǎn)容器類產(chǎn)品；B廠僅生產(chǎn)模具類產(chǎn)品)；隨著客戶需求的變化，A廠所在地的客戶需要也模具類產(chǎn)品，B廠所在地的客戶也需要容器類產(chǎn)品；
• 沖突：沒(méi)有資源(資金+租位)在當(dāng)?shù)胤謩e開(kāi)設(shè)多一家注塑分廠
• 解決方案：在原有的兩家塑料廠里增設(shè)生產(chǎn)需求的功能，即A廠能生產(chǎn)容器+模具產(chǎn)品；B廠間能生產(chǎn)模具+容器產(chǎn)品。

即抽象工廠模式

使用步驟

步驟1： 創(chuàng)建抽象工廠類，定義具體工廠的公共接口

abstract?class?Factory{????public?abstract?AbstractProduct?ManufactureContainer();????public?abstract?AbstractProduct?ManufactureMould();}

步驟2： 創(chuàng)建抽象產(chǎn)品族類 ，定義具體產(chǎn)品的公共接口；

abstract?class?AbstractProduct{????public?abstract?void?method1();}

步驟3： 創(chuàng)建抽象產(chǎn)品類 ，定義具體產(chǎn)品的公共接口；

//容器產(chǎn)品抽象類abstract?class?ContainerProduct?extends?AbstractProduct?{????@Override????public?abstract?void?method1();}//模具產(chǎn)品抽象類abstract?class?MouldProduct?extends?AbstractProduct?{????@Override????public?abstract?void?method1();}

步驟4： 創(chuàng)建具體產(chǎn)品類(繼承抽象產(chǎn)品類)， 定義生產(chǎn)的具體產(chǎn)品；

//容器產(chǎn)品A類class?ContainerProductA?extends?ContainerProduct{????@Override????public?void?method1()?{????????System.out.println("生產(chǎn)出了容器產(chǎn)品A");????}}//容器產(chǎn)品B類class?ContainerProductB?extends?ContainerProduct{????@Override????public?void?method1()?{????????System.out.println("生產(chǎn)出了容器產(chǎn)品B");????}}//模具產(chǎn)品A類class?MouldProductA?extends?MouldProduct{????@Override????public?void?method1()?{????????System.out.println("生產(chǎn)出了模具產(chǎn)品A");????}}//模具產(chǎn)品B類class?MouldProductB?extends?MouldProduct{????@Override????public?void?method1()?{????????System.out.println("生產(chǎn)出了模具產(chǎn)品B");????}}

步驟5：創(chuàng)建具體工廠類(繼承抽象工廠類)，定義創(chuàng)建對(duì)應(yīng)具體產(chǎn)品實(shí)例的方法；

//A廠?-?生產(chǎn)模具+容器產(chǎn)品class?FactoryA?extends?Factory{????@Override????public?AbstractProduct?ManufactureContainer()?{????????return?new?ContainerProductA();????}????@Override????public?AbstractProduct?ManufactureMould()?{????????return?new?MouldProductA();????}}//B廠?-?生產(chǎn)模具+容器產(chǎn)品class?FactoryB?extends?Factory{????@Override????public?AbstractProduct?ManufactureContainer()?{????????return?new?ContainerProductB();????}????@Override????public?AbstractProduct?ManufactureMould()?{????????return?new?MouldProductB();????}}

步驟6：客戶端通過(guò)實(shí)例化具體的工廠類，并調(diào)用其創(chuàng)建不同目標(biāo)產(chǎn)品的方法創(chuàng)建不同具體產(chǎn)品類的實(shí)例

public?class?AbstractFactoryPattern?{????public?static?void?main(String[]?args){????????FactoryA?mFactoryA?=?new?FactoryA();????????FactoryB?mFactoryB?=?new?FactoryB();????????//A廠當(dāng)?shù)乜蛻粜枰萜鳟a(chǎn)品A????????mFactoryA.ManufactureContainer().method1();????????//A廠當(dāng)?shù)乜蛻粜枰＞弋a(chǎn)品A????????mFactoryA.ManufactureMould().method1();????????//B廠當(dāng)?shù)乜蛻粜枰萜鳟a(chǎn)品B????????mFactoryB.ManufactureContainer().method1();????????//B廠當(dāng)?shù)乜蛻粜枰＞弋a(chǎn)品B????????mFactoryB.ManufactureMould().method1();????}}

輸出結(jié)果

生產(chǎn)出了容器產(chǎn)品A生產(chǎn)出了模具產(chǎn)品A生產(chǎn)出了容器產(chǎn)品B生產(chǎn)出了模具產(chǎn)品B

優(yōu)點(diǎn)

• 可以在類的內(nèi)部對(duì)產(chǎn)品族中相關(guān)聯(lián)的多等級(jí)產(chǎn)品共同管理，而不必專門引入多個(gè)新的類來(lái)進(jìn)行管理。
• 當(dāng)需要產(chǎn)品族時(shí)，抽象工廠可以保證客戶端始終只使用同一個(gè)產(chǎn)品的產(chǎn)品組。
• 抽象工廠增強(qiáng)了程序的可擴(kuò)展性，當(dāng)增加一個(gè)新的產(chǎn)品族時(shí)，不需要修改原代碼，滿足開(kāi)閉原則。

缺點(diǎn)

當(dāng)產(chǎn)品族中需要增加一個(gè)新的產(chǎn)品時(shí)，所有的工廠類都需要進(jìn)行修改。增加了系統(tǒng)的抽象性和理解難度。

這是因?yàn)槌橄蠊S接口中已經(jīng)確定了可以被創(chuàng)建的產(chǎn)品集合，如果需要添加新產(chǎn)品，此時(shí)就必須去修改抽象工廠的接口，這樣就涉及到抽象工廠類的以及所有子類的改變，這樣也就違背了“開(kāi)發(fā)——封閉”原則。

對(duì)于新的產(chǎn)品族符合開(kāi)-閉原則；對(duì)于新的產(chǎn)品種類不符合開(kāi)-閉原則，這一特性稱為開(kāi)-閉原則的傾斜性。

應(yīng)用場(chǎng)景

程序需要處理不同系列的相關(guān)產(chǎn)品，但是您不希望它依賴于這些產(chǎn)品的具體類時(shí)，可以使用抽象工廠。

源碼中的應(yīng)用

#JDKjava.sql.Connectionjava.sql.Driver#?mybatisSqlSessionFactory

java.sql.Connection

public?interface?Connection??extends?Wrapper,?AutoCloseable?{?//...??????????//返回普通的sql執(zhí)行器????????Statement?createStatement()?throws?SQLException;??//返回具有參數(shù)化預(yù)編譯功能的sql執(zhí)行器?????PreparedStatement?prepareStatement(String?sql)?throws?SQLException;?????//返回可以執(zhí)行存儲(chǔ)過(guò)程的sql執(zhí)行器????????CallableStatement?prepareCall(String?sql)?throws?SQLException;???????//...?????????}

從上面的注釋就可以看出，這就是典型的抽象工廠接口，描述了不同的產(chǎn)品等級(jí)Statement、PreparedStatement、CallableStatement，它們都位于抽象接口Statement產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)中。我們可以繼續(xù)尋找該抽象工廠接口的實(shí)現(xiàn)類。

以Mysql為例，可以找到Mysql對(duì)這個(gè)工廠接口的實(shí)現(xiàn)類ConnectionImpl，ConnectionImpl并不是直接實(shí)現(xiàn)了java.sql.Connection,而是通過(guò)實(shí)現(xiàn)自己擴(kuò)展的MySQLConnection接口，該接口也是間接繼承了java.sql.Connection

public?class?ConnectionImpl?extends?ConnectionPropertiesImpl?implements?MySQLConnection?{?//...?public?java.sql.Statement?createStatement()?throws?SQLException?{????????return?createStatement(DEFAULT_RESULT_SET_TYPE,?DEFAULT_RESULT_SET_CONCURRENCY);????}????public?java.sql.PreparedStatement?prepareStatement(String?sql)?throws?SQLException?{????????return?prepareStatement(sql,?DEFAULT_RESULT_SET_TYPE,?DEFAULT_RESULT_SET_CONCURRENCY);????}?????public?java.sql.CallableStatement?prepareCall(String?sql)?throws?SQLException?{????????return?prepareCall(sql,?DEFAULT_RESULT_SET_TYPE,?DEFAULT_RESULT_SET_CONCURRENCY);????}??//...}

以createStatement為例，跟蹤其調(diào)用代碼可以看到StatementImpl這個(gè)類就是實(shí)現(xiàn)了java.sql.Statement的具體產(chǎn)品類

public?java.sql.Statement?createStatement(int?resultSetType,?int?resultSetConcurrency)?throws?SQLException?{????checkClosed();????StatementImpl?stmt?=?new?StatementImpl(getMultiHostSafeProxy(),?this.database);????stmt.setResultSetType(resultSetType);????stmt.setResultSetConcurrency(resultSetConcurrency);????return?stmt;}

SqlSessionFactory

/**?*?Creates?an?{@link?SqlSession}?out?of?a?connection?or?a?DataSource?*??*?@author?Clinton?Begin?*/public?interface?SqlSessionFactory?{??SqlSession?openSession();??SqlSession?openSession(boolean?autoCommit);??SqlSession?openSession(Connection?connection);??SqlSession?openSession(TransactionIsolationLevel?level);??SqlSession?openSession(ExecutorType?execType);??SqlSession?openSession(ExecutorType?execType,?boolean?autoCommit);??SqlSession?openSession(ExecutorType?execType,?TransactionIsolationLevel?level);??SqlSession?openSession(ExecutorType?execType,?Connection?connection);??Configuration?getConfiguration();}

SqlSessionFactory也是抽象工廠接口，Configuration和SqlSession都是在不同的產(chǎn)品等級(jí)上。通過(guò)IDEA工具可以通過(guò)UML圖清晰得看到SqlSessionFactory的工廠實(shí)現(xiàn)類

以上兩個(gè)例子都和數(shù)據(jù)庫(kù)操作相關(guān)，同樣使用了抽象工廠模式。在jdbc中，客戶端通過(guò)Connection工廠獲取到Statement產(chǎn)品對(duì)象，然后通過(guò)該對(duì)象進(jìn)行增刪改查操作，對(duì)于mybatis這種數(shù)據(jù)庫(kù)操縱框架而言(底層也是封裝了jdbc api)有異曲同工,通過(guò)SeqSessionFactory工廠獲取到SqlSession產(chǎn)品對(duì)象，然后進(jìn)行增刪改查操作。

PS：以上代碼提交在 Github ：

https://github.com/Niuh-Study/niuh-designpatterns.git

文章持續(xù)更新，可以微信搜一搜「 一角錢技術(shù) 」第一時(shí)間閱讀， 本文 GitHub org_hejianhui/JavaStudy 已經(jīng)收錄，歡迎 Star。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的抽象工厂模式_设计模式系列—抽象工厂模式的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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