1、基本概念
工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一，这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
工厂模式提供了一种创建对象的方式，而无需指定要创建的具体类。
工厂模式属于创建型模式，它在创建对象时提供了一种封装机制，将实际创建对象的代码与使用代码分离。
应用实例： 1、您需要一辆汽车，可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。 2、在 Hibernate 中，如果需要更换数据库，工厂模式同样发挥了作用。只需简单地更改方言（Dialect）和数据库驱动（Driver），就能够实现对不同数据库的切换。
优点： 1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。
缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。
使用场景： 1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，"POP3"、"IMAP"、"HTTP"，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。
2、简单工厂模式
我们将创建一个 Shape 接口和实现 Shape 接口的实体类。下一步是定义工厂类 ShapeFactory。
FactoryPatternDemo 类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息（CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE），以便获取它所需对象的类型。
优点是比较好理解，简单易操作。
缺点是类的创建依赖工厂类，如果想要拓展程序，必须对工厂类进行修改，这违反了设计模式的开闭原则（OCP），即对扩展开放，对修改关闭。
步骤 1：创建一个接口。
package com.hh.model.factory;
public interface Shape {
void draw();
}步骤 2：创建实现接口的实体类。
package com.hh.model.factory;
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}package com.hh.model.factory;
public class Square implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Square::draw() method.");
}
}package com.hh.model.factory;
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}步骤 3：创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象。
package com.hh.model.factory;
public class ShapeFactory {
//使用 getShape 方法获取形状类型的对象
public Shape getShape(String shapeType){
if(shapeType == null){
return null;
}
if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
return new Circle();
} else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
return new Rectangle();
} else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
return new Square();
}
return null;
}
}步骤 4：使用该工厂，通过传递类型信息来获取实体类的对象。
package com.hh.model.factory;
public class FactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
//获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法
Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
//调用 Circle 的 draw 方法
shape1.draw();
//获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
//调用 Rectangle 的 draw 方法
shape2.draw();
//获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
//调用 Square 的 draw 方法
shape3.draw();
}
}步骤 5：执行程序，输出结果。
3、工厂方法模式
对简单工厂模式的改进，使用一个工厂接口，创建多个工厂类，每个工厂创建对应的对象。
工厂方法模式，创建一个工厂接口和创建多个工厂实现类，一旦需要增加新的功能，直接增加新的工厂类就可以了，不需要修改之前的代码。有利于代码的维护和扩展。
手机接口类：
package com.hh.model.factory;
public interface Phone {
public void call();
}两个手机实现类：
package com.hh.model.factory;
public class IPhone implements Phone{
@Override
public void call() {
System.out.println("用苹果手机打电话！");
}
}package com.hh.model.factory;
public class MPhone implements Phone{
@Override
public void call() {
System.out.println("用小米手机打电话！");
}
}工厂接口：
package com.hh.model.factory;
public interface PhoneFactory {
public Phone create();
}小米手机工厂：
package com.hh.model.factory;
public class MPhoneFactory implements PhoneFactory{
@Override
public Phone create() {
return new MPhone();
}
}苹果手机工厂：
package com.hh.model.factory;
public class IPhoneFactory implements PhoneFactory{
@Override
public Phone create() {
return new IPhone();
}
}测试类：
package com.hh.model.factory;
import org.testng.annotations.Test;
public class FactoryPatternDemo {
@Test
public void test2() {
// 生产小米手机
PhoneFactory factory1 = new MPhoneFactory();
factory1.create().call();
// 生产苹果手机
PhoneFactory factory2 = new IPhoneFactory();
factory2.create().call();
}
}运行结果：
4、抽象工厂模式
抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
在抽象工厂模式中，接口是负责创建一个相关对象的工厂，不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。
抽象工厂模式提供了一种创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定具体实现类。通过使用抽象工厂模式，可以将客户端与具体产品的创建过程解耦，使得客户端可以通过工厂接口来创建一族产品。
应用实例：工作了，为了参加一些聚会，肯定有两套或多套衣服吧，比如说有商务装（成套，一系列具体产品）、时尚装（成套，一系列具体产品），甚至对于一个家庭来说，可能有商务女装、商务男装、时尚女装、时尚男装，这些也都是成套的，即一系列具体产品。假设一种情况（现实中是不存在的，但有利于说明抽象工厂模式），在您的家中，某一个衣柜（具体工厂）只能存放某一种这样的衣服（成套，一系列具体产品），每次拿这种成套的衣服时也自然要从这个衣柜中取出了。用 OOP 的思想去理解，所有的衣柜（具体工厂）都是衣柜类的（抽象工厂）某一个，而每一件成套的衣服又包括具体的上衣（某一具体产品），裤子（某一具体产品），这些具体的上衣其实也都是上衣（抽象产品），具体的裤子也都是裤子（另一个抽象产品）。
优点：当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
缺点：产品族扩展非常困难，要增加一个系列的某一产品，既要在抽象的 Creator 里加代码，又要在具体的里面加代码。
使用场景： 1、QQ 换皮肤，一整套一起换。 2、生成不同操作系统的程序。
实现：
我们将创建 Shape 和 Color 接口和实现这些接口的实体类。下一步是创建抽象工厂类 AbstractFactory。接着定义工厂类 ShapeFactory 和 ColorFactory，这两个工厂类都是扩展了 AbstractFactory。然后创建一个工厂创造器/生成器类 FactoryProducer。
AbstractFactoryPatternDemo 类使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory 对象。它将向 AbstractFactory 传递形状信息 Shape（CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE），以便获取它所需对象的类型。同时它还向 AbstractFactory 传递颜色信息 Color（RED / GREEN / BLUE），以便获取它所需对象的类型。
步骤 1：创建一个接口。
package com.hh.model.factory;
public interface Shape {
void draw();
}步骤 2：创建实现接口的实体类。
package com.hh.model.factory;
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}package com.hh.model.factory;
public class Square implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Square::draw() method.");
}
}package com.hh.model.factory;
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}步骤 3：创建一个接口。
public interface Color {
void fill();
}步骤 4：创建实现接口的实体类。
package com.hh.model.factory;
public class Blue implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("Inside Blue::fill() method.");
}
}package com.hh.model.factory;
public class Green implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("Inside Green::fill() method.");
}
}package com.hh.model.factory;
public class Red implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("Inside Red::fill() method.");
}
}步骤 5：为 Color 和 Shape 对象创建抽象类来获取工厂。
package com.hh.model.factory;
public abstract class AbstractFactory {
public abstract Color getColor(String color);
public abstract Shape getShape(String shape);
}
步骤 6：创建扩展了 AbstractFactory 的工厂类，基于给定的信息生成实体类的对象。
package com.hh.model.factory;
public class ShapeFactory2 extends AbstractFactory {
@Override
public Shape getShape(String shapeType){
if(shapeType == null){
return null;
}
if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
return new Circle();
} else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
return new Rectangle();
} else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
return new Square();
}
return null;
}
@Override
public Color getColor(String color) {
return null;
}
}package com.hh.model.factory;
public class ColorFactory extends AbstractFactory {
@Override
public Shape getShape(String shapeType){
return null;
}
@Override
public Color getColor(String color) {
if(color == null){
return null;
}
if(color.equalsIgnoreCase("RED")){
return new Red();
} else if(color.equalsIgnoreCase("GREEN")){
return new Green();
} else if(color.equalsIgnoreCase("BLUE")){
return new Blue();
}
return null;
}
}步骤 7：创建一个工厂创造器/生成器类，通过传递形状或颜色信息来获取工厂。
package com.hh.model.factory;
public class FactoryProducer {
public static AbstractFactory getFactory(String choice){
if(choice.equalsIgnoreCase("SHAPE")){
return new ShapeFactory2();
} else if(choice.equalsIgnoreCase("COLOR")){
return new ColorFactory();
}
return null;
}
}步骤 8：使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory，通过传递类型信息来获取实体类的对象。
package com.hh.model.factory;
import org.testng.annotations.Test;
public class FactoryPatternDemo {
@Test
public void test3() {
//获取形状工厂
AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("SHAPE");
//获取形状为 Circle 的对象
Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
//调用 Circle 的 draw 方法
shape1.draw();
//获取形状为 Rectangle 的对象
Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
//调用 Rectangle 的 draw 方法
shape2.draw();
//获取形状为 Square 的对象
Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
//调用 Square 的 draw 方法
shape3.draw();
//获取颜色工厂
AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory("COLOR");
//获取颜色为 Red 的对象
Color color1 = colorFactory.getColor("RED");
//调用 Red 的 fill 方法
color1.fill();
//获取颜色为 Green 的对象
Color color2 = colorFactory.getColor("GREEN");
//调用 Green 的 fill 方法
color2.fill();
//获取颜色为 Blue 的对象
Color color3 = colorFactory.getColor("BLUE");
//调用 Blue 的 fill 方法
color3.fill();
}
@Test
public void test2() {
// 生产小米手机
PhoneFactory factory1 = new MPhoneFactory();
factory1.create().call();
// 生产苹果手机
PhoneFactory factory2 = new IPhoneFactory();
factory2.create().call();
}
}步骤 9：执行程序，输出结果。
参考链接1：抽象工厂模式 | 菜鸟教程
参考链接2：java工厂模式：简单工厂、工厂方法、抽象工厂（通俗易懂）_简单工厂模式,工厂方法模式,抽象工厂模式 java-CSDN博客
本文为学习笔记，所参考文章均已附上链接，若有疑问请私信！
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