全面通透深入剖析工廠方法模式

本文節選自《設計模式就該這樣學》

1 工廠方法模式的應用場景

工廠方法模式主要適用于以下應用場景，

（1）創建物件需要大量重復的代碼，

（2）客戶端（應用層）不依賴產品類實體如何被創建、實作等細節，

（3）一個類通過其子類來指定創建哪個物件，

2 工廠方法模式的UML類圖

工廠方法模式的UML類圖如下圖所示，

由上圖可以看到，抽象工廠模式主要包含4個角色，

（1）抽象工廠（Factory）：是工廠方法模式的核心，與應用程式無關，任何在模式中創建的物件的工廠類必須實作這個介面，

（2）具體工廠（Concrete Factory）：是實作抽象工廠介面的具體工廠類，包含與應用程式密切相關的邏輯，并且被應用程式呼叫以創建產品物件，

（3）抽象產品（Product）：是工廠方法模式所創建的物件的超型別，也就是產品物件的共同父類或共同擁有的介面，

（4）具體產品（Concrete Product）：這個角色實作了抽象產品角色所定義的介面，某具體產品有專門的具體工廠創建，它們之間往往一一對應，

3 工廠方法模式的通用寫法

以下是工廠方法模式的通用寫法，

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        IFactory factory = new FactoryA();
        factory.makeProduct().doSomething();

        factory = new FactoryB();
        factory.makeProduct().doSomething();

        factory = new FactoryC();
        factory.makeProduct().doSomething();
    }

    //抽象工廠
    public interface IFactory {
        IProduct makeProduct();
    }
    //生產ProductA的具體工廠類
    static class FactoryA implements IFactory {
        public IProduct makeProduct() {
            return new ProductA();
        }
    }
    //生產ProductB的具體工廠類
    static class FactoryB implements IFactory {
        public IProduct makeProduct() {
            return new ProductB();
        }
    }

    //生產ProductC的具體工廠類
    static class FactoryC implements IFactory {
        public IProduct makeProduct() {
            return new ProductC();
        }
    }


    //抽象產品
    public interface IProduct {
        void doSomething();
    }

    //具體產品：ProductA
    static class ProductA implements IProduct {
        public void doSomething() {
            System.out.println("I am Product A");
        }
    }

    //具體產品：ProductB
    static class ProductB extends FactoryB implements IProduct {
        public void doSomething() {
            System.out.println("I am Product B");
        }
    }

    //具體產品：ProductC
    static class ProductC implements IProduct {
        public void doSomething() {
            System.out.println("I am Product C");
        }
    }
}

4 使用工廠方法模式實作產品擴展

工廠方法模式主要解決產品擴展的問題，在簡單工廠中，隨著產品鏈的豐富，如果每個課程的創建邏輯都有區別，則工廠的職責會變得越來越多，有點像萬能工廠，并不便于維護，根據單一職責原則，我們將職能繼續拆分，專人干專事，Java課程由Java工廠創建，Python課程由Python工廠創建，對工廠本身也做抽象，首先創建ICourseFactory介面，

public interface ICourseFactory {
    ICourse create();
}

然后分別創建子工廠，JavaCourseFactory類的代碼如下，

import com.tom.pattern.factory.ICourse;
import com.tom.pattern.factory.JavaCourse;

public class JavaCourseFactory implements ICourseFactory {
    public ICourse create() {
        return new JavaCourse();
    }
}

PythonCourseFactory類的代碼如下，

import com.tom.pattern.factory.ICourse;
import com.tom.pattern.factory.PythonCourse;

public class PythonCourseFactory implements ICourseFactory {
    public ICourse create() {
        return new PythonCourse();
    }
}

客戶端測驗代碼如下，

public static void main(String[] args) {
    ICourseFactory factory = new PythonCourseFactory();
    ICourse course = factory.create();
    course.record();

    factory = new JavaCourseFactory();
    course = factory.create();
    course.record();
}

最后看如下圖所示的類圖，

5 工廠方法模式在Logback原始碼中的應用

來看Logback中工廠方法模式的應用，其類圖如下圖所示，

由上圖可以看到，已經分離出不同工廠負責創建不同日志框架，如Substitute日志框架、NOP日志框架、Log4J日志框架，那么對應的Logger產品體系也是如此，如下圖所示，

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標籤：Java

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