Java 工厂模式说明

原文： https://howtodoinjava.com/design-patterns/creational/implementing-factory-design-pattern-in-java/

在 Java 中创建类实例的最常用方法是什么？ 大多数人会回答这个问题：“使用new新关键字”。 好吧，它现在被认为是老式的。 让我们看看如何？

如果对象创建代码散布在整个应用中，并且如果您需要更改对象创建过程，则需要在每个地方进行必要的更改。 在完成本文之后，在编写应用时，请考虑使用 Java 工厂模式。

在我以前的文章“ Java 中的 单例设计模式”中，我们讨论了创建类实例的各种方法，以使同一 JVM 中不存在同一类的另一个实例。

在这篇文章中，我将演示另一个创建型模式，即工厂模式，用于为您的类创建实例。 顾名思义，工厂是一个创建一些不同产品的地方，这些产品在功能上有些相似，但又分为几类。

在 Java 中，工厂模式用于创建相同类型的不同类的实例。

Table of Contents
1\. When to implement factory pattern?
2\. Factory Pattern Implementation
3\. Advantages of factory pattern
4\. Final notes

1.什么时候使用工厂模式？

工厂模式引入了类之间的松散耦合，这是在设计应用架构时应考虑并应用的最重要的原则。 通过针对抽象实体（而不是具体的实现）进行编程，可以在应用架构中引入松耦合。 这不仅使我们的架构更加灵活，而且不那么脆弱。

一张图片胜过千言万语。 让我们看看工厂实现的样子。

上图以汽车工厂为例描述了一种常见情况，该工厂能够制造 3 种类型的汽车，即小型，轿车和豪华型汽车。 制造汽车需要从分配配件到最终化妆的许多步骤。 这些步骤可以作为方法编写在程序中，并在创建特定汽车类型的实例时调用。

如果很不幸，那么我们将在我们的应用类中创建汽车类型的实例（例如SmallCar），因此我们会将汽车制造逻辑暴露给外界，这当然不好。 这也阻止了我们对汽车制造过程的更改，因为代码不是集中的，并且在所有组成类中进行更改似乎都不可行。

2. Java 工厂模式示例

到目前为止，我们已经设计了用于制造CarFactory的类。 现在创建它们。

2.1 对象类型

CarType将保留汽车类型，并将为所有其他类别提供汽车类型。

package designPatterns.creational.factory;
public enum CarType {
    SMALL, SEDAN, LUXURY
}

2.2 对象实现

Car是所有汽车实例的父类，并且还将包含适用于所有类型汽车的通用逻辑。

package designPatterns.creational.factory;
public abstract class Car {
    public Car(CarType model) {
        this.model = model;
        arrangeParts();
    }
    private void arrangeParts() {
        // Do one time processing here
    }
    // Do subclass level processing in this method
    protected abstract void construct();
    private CarType model = null;
    public CarType getModel() {
        return model;
    }
    public void setModel(CarType model) {
        this.model = model;
    }
}

LuxuryCar是LUXURY型汽车的具体实现。

package designPatterns.creational.factory;
public class LuxuryCar extends Car {
    LuxuryCar() {
        super(CarType.LUXURY);
        construct();
    }
    @Override
    protected void construct() {
        System.out.println("Building luxury car");
        // add accessories
    }
}

SmallCar是SMALL型汽车的具体实现。

package designPatterns.creational.factory;
public class SmallCar extends Car {
    SmallCar() {
        super(CarType.SMALL);
        construct();
    }
    @Override
    protected void construct() {
        System.out.println("Building small car");
        // add accessories
    }
}

SedanCar是SEDAN型汽车的具体实现。

package designPatterns.creational.factory;
public class SedanCar extends Car {
    SedanCar() {
        super(CarType.SEDAN);
        construct();
    }
    @Override
    protected void construct() {
        System.out.println("Building sedan car");
        // add accessories
    }
}

2.3 创建对象的工厂

CarFactory.java是我们使用工厂模式实现的主要类。 仅在确定实例类型之后，才会实例化实例。

package designPatterns.creational.factory;
public class CarFactory {
    public static Car buildCar(CarType model) {
        Car car = null;
        switch (model) {
        case SMALL:
            car = new SmallCar();
            break;
        case SEDAN:
            car = new SedanCar();
            break;
        case LUXURY:
            car = new LuxuryCar();
            break;
        default:
            // throw some exception
            break;
        }
        return car;
    }
}

2.4 测试工厂模式

在TestFactoryPattern中，我们将测试我们的工厂代码。 让我们运行这个类。

package designPatterns.creational.factory;
public class TestFactoryPattern {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(CarFactory.buildCar(CarType.SMALL));
        System.out.println(CarFactory.buildCar(CarType.SEDAN));
        System.out.println(CarFactory.buildCar(CarType.LUXURY));
    }
}

程序输出。

Building small car
designPatterns.creational.factory.SmallCar@7c230be4
Building sedan car
designPatterns.creational.factory.SedanCar@60e1e567
Building luxury car
designPatterns.creational.factory.LuxuryCar@e9bfee2

如您所见，工厂可以退回所要求的任何类型的汽车实例。 这将帮助我们在汽车制造过程中进行任何形式的更改，甚至无需触及组成类，即使用CarFactory的类。

3.工厂模式的好处

到目前为止，您应该能够算出使用工厂模式的主要优势。 让我们记下：

1. 对象的创建可避免其重用，而无需大量重复代码。
2. 创建对象需要访问不应包含在组成类中的信息或资源。
3. 必须集中管理所生成对象的生命周期管理，以确保应用内行为的一致性。

4.最后的笔记

工厂模式最适合涉及一些复杂的对象创建步骤的地方。 为确保这些步骤集中进行，并且不暴露于编写类中，应使用工厂模式。 我们可以在 JDK 本身中看到许多实时的工厂模式示例，例如：

• java.sql.DriverManager#getConnection()
• java.net.URL#openConnection()
• java.lang.Class#newInstance()
• java.lang.Class#forName()

希望我在此 Java 工厂模式示例中包含了足够的信息，以使该帖子内容丰富。

如果您对 Java 中的抽象工厂设计模式仍有疑问，请发表评论。 我很乐意与您讨论。

学习愉快！