来源：大白话抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）

1、什么是抽象工厂模式

抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类；具体的工厂负责实现具体的产品实例。

当系统准备为用户提供一系列相关的对象，又不想让用户代码和创建这些对象的类形成耦合时，就可以使用抽象工厂方法模式来设计系统。抽象工厂模式的关 键是在一个抽象类或接口中定义若干个抽象方法，这些抽象方法分别返回某个类的实例，该抽象类或接口让其子类或实现该接口的类重写这些抽象方法，为用户提供 一系列相关的对象。


抽象工厂模式与工厂方法模式最大的区别：抽象工厂中每个工厂可以创建多种类的产品；而工厂方法每个工厂只能创建一类。抽象工厂主要解决的就是普通工厂模式中只能创建一类产品的缺点


产品族和等级结构 产品族：即来自一个家族，比如英菲尼迪汽车和英菲尼迪行车记录仪都来自英菲尼迪家族，日产汽车和日产行车记录仪都来自日产家族。 等级结构：可以理解为相同的产品，比如英菲尼迪汽车和日产汽车处于同一个等级结构，英菲尼迪行车记录仪和日产行车记录仪处于同一个等级结构。

现在假设工厂分为日产工厂和英菲尼迪工厂，且汽车和行车记录仪都只有一种型号。日产工厂需要生产相同产品族的日产汽车和日产行车记录仪。英菲尼迪工厂需要生产相同产品族的英菲尼迪汽车和英菲尼迪行车记录仪。

通过对比，发现和工厂方法模式的区别为： 工厂方法模式针对的是一个产品等级结构，而抽象工厂模式则需要面对多个产品等级结构

2、抽象工厂的主要作用

允许使用抽象的接口来创建一组相关产品，而不需要知道或关心实际生产出的具体产品是什么，这样就可以从具体产品中被解耦。

3、代码示例

抽象工厂模式（Abstract Factory） - 图1

  1. /**
  2.  * 工厂父类
  3.  */
  4. public abstract class AbstractFactory {
  5.     abstract Car getCar();
  6.     abstract DVR getDVR();
  7. }
  1. /**
  2.  * 英菲尼迪工厂
  3.  */
  4. public class InfinitiFactory extends AbstractFactory {
  5.     @Override
  6.     Car getCar() {
  7.         return new InfinitiCar();
  8.     }
  10.     @Override
  11.     DVR getDVR() {
  12.         return new InfinitiDVR();
  13.     }
  14. }
  1. /**
  2.  * 日产工厂
  3.  */
  4. public class NissanFactory extends AbstractFactory {
  5.     @Override
  6.     Car getCar() {
  7.         return new NissanCar();
  8.     }
  10.     @Override
  11.     DVR getDVR() {
  12.         return new NissanDVR();
  13.     }
  14. }
  1. /**
  2.  * 汽车的父类
  3.  */
  4. public abstract class Car {
  5.     String name;
  6.     void printCar(){
  7.         System.out.println(name+"汽车已制造完成");
  8.     }
  9. }
  1. /**
  2.  * 行车记录仪父类
  3.  */
  4. public abstract class DVR {
  5.     String name;
  6.     void printDVR(){
  7.         System.out.println(name+"行车记录仪已制造完成");
  8.     }
  9. }
  1. /**
  2.  * 英菲尼迪汽车
  3.  */
  4. public class InfinitiCar extends Car {
  5.     InfinitiCar(){
  6.         this.name = "英菲尼迪";
  7.     }
  8. }
  10. /**
  11.  * 英菲尼迪行车记录仪
  12.  */
  13. public class InfinitiDVR extends DVR {
  14.     InfinitiDVR(){
  15.         this.name = "英菲尼迪";
  16.     }
  18. }
  1. /**
  2.  * 日产汽车
  3.  */
  4. public class NissanCar extends Car {
  5.     NissanCar(){
  6.         this.name = "日产";
  7.     }
  8. }
  10. /**
  11.  * 日产行车记录仪
  12.  */
  13. public class NissanDVR extends DVR{
  14.     NissanDVR(){
  15.         this.name = "日产";
  16.     }
  19. }
  1. public class Client {
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         NissanFactory nissanFactory = new NissanFactory();
  5.         nissanFactory.getDVR().printDVR();
  6.         nissanFactory.getCar().printCar();
  7.         InfinitiFactory infinitiFactory = new InfinitiFactory();
  8.         infinitiFactory.getCar().printCar();
  9.         infinitiFactory.getDVR().printDVR();
  11.     }
  12. }

抽象工厂模式类图如下：
抽象工厂模式（Abstract Factory） - 图2

在抽象工厂模式包含如下几个角色：

  • AbstractFactory（抽象工厂）：它声明了一组用于创建一族产品的方法，每一个方法对应一种产品。
  • ConcreteFactory（具体工厂）：它实现了在抽象工厂中声明的创建产品的方法，生成一组具体产品，这些产品构成了一个产品族，每一个产品都位于某个产品等级结构中。
  • AbstractProduct（抽象产品）：它为每种产品声明接口，在抽象产品中声明了产品所具有的业务方法
  • ConcreteProduct（具体产品）：它定义具体工厂生产的具体产品对象，实现抽象产品接口中声明的业务方法。

在抽象工厂中声明了多个工厂方法，用于创建不同类型的产品，抽象工厂可以是接口，也可以是抽象类或者具体类
具体工厂实现了抽象工厂，每一个具体的工厂方法可以返回一个特定的产品对象，而同一个具体工厂所创建的产品对象构成了一个产品族

4、总结

优点分析

  • 抽象工厂模式隔离了具体类的生成，使得客户并不需要知道什么被创建。由于这种隔离，更换一个具体工厂就变得相对容易。所有的具体工厂都实现了抽象工厂中定义的那些公共接口，因此只需改变具体工厂的实例，就可以在某种程度上改变整个软件系统的行为。另外，应用抽象工厂模式可以实现高内聚低耦合的设计目的，因此抽象工厂模式得到了广泛的应用。
  • 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。这对一些需要根据当前环境来决定其行为的软件系统来说，是一种非常实用的设计模式。
  • 增加新的具体工厂和产品族很方便，无须修改已有系统，符合“开闭原则”。

缺点分析

  • 在添加新的产品对象时，难以扩展抽象工厂来生产新种类的产品，这是因为在抽象工厂角色中规定了所有可能被创建的产品集合，要支持新种类的产品就意味着要对该接口进行扩展，而这将涉及到对抽象工厂角色及其所有子类的修改，显然会带来较大的不便。
  • 开闭原则的倾斜性（增加新的工厂和产品族容易，增加新的产品等级结构麻烦）。