前言

• 23種設計模式速記
• 單例(singleton)模式
• 工廠方法(factory method)模式

23種設計模式快速記憶的請看上面第一篇，前面說完了工廠方法模式，我們發現工廠方法模式存在一個嚴重的問題：一個具體工廠只能創建一類產品 ，而實際過程中一個工廠往往需要生產多類產品。為了解決上述問題，可以使用抽象工廠模式，本篇和大家一起來學習抽象工廠模式相關內容。

模式定義

抽象工廠模式，即Abstract Factory Pattern，提供一個創建一系列相關或相互依賴對象的接口，而無須指定它們具體的類；具體的工廠負責實現具體的產品實例。

抽象工廠模式是工廠方法模式的升級版本，工廠方法模式只生產一個等級的產品，而抽象工廠模式可生產多個等級的產品。

解決的問題

每個工廠只能創建一類產品

即工廠方法模式的缺點

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、抽象產品和具體產品等 4 個要素構成，但抽象工廠中方法個數不同，抽象產品的個數也不同。現在我們來分析其基本結構和實現方法。

使用步驟

創建抽象工廠類，定義具體工廠的公共接口；

創建抽象產品族類 ，定義抽象產品的公共接口；

創建抽象產品類 (繼承抽象產品族類)，定義具體產品的公共接口；

創建具體產品類(繼承抽象產品類) & 定義生產的具體產品；

創建具體工廠類(繼承抽象工廠類)，定義創建對應具體產品實例的方法；

客戶端通過實例化具體的工廠類，并調用其創建不同目標產品的方法創建不同具體產品類的實例

實例說明

實例概況

• 背景：隔壁老王有兩間塑料加工廠(A廠僅生產容器類產品；B廠僅生產模具類產品)；隨著客戶需求的變化，A廠所在地的客戶需要也模具類產品，B廠所在地的客戶也需要容器類產品；
• 沖突：沒有資源(資金+租位)在當地分別開設多一家注塑分廠
• 解決方案：在原有的兩家塑料廠里增設生產需求的功能，即A廠能生產容器+模具產品；B廠間能生產模具+容器產品。

即抽象工廠模式

使用步驟

步驟1： 創建抽象工廠類，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： 創建抽象產品族類 ，定義具體產品的公共接口；

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

步驟3： 創建抽象產品類 ，定義具體產品的公共接口；

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

步驟4： 創建具體產品類(繼承抽象產品類)， 定義生產的具體產品；

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

步驟5：創建具體工廠類(繼承抽象工廠類)，定義創建對應具體產品實例的方法；

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

步驟6：客戶端通過實例化具體的工廠類，并調用其創建不同目標產品的方法創建不同具體產品類的實例

public?class?AbstractFactoryPattern?{????public?static?void?main(String[]?args){????????FactoryA?mFactoryA?=?new?FactoryA();????????FactoryB?mFactoryB?=?new?FactoryB();????????//A廠當地客戶需要容器產品A????????mFactoryA.ManufactureContainer().method1();????????//A廠當地客戶需要模具產品A????????mFactoryA.ManufactureMould().method1();????????//B廠當地客戶需要容器產品B????????mFactoryB.ManufactureContainer().method1();????????//B廠當地客戶需要模具產品B????????mFactoryB.ManufactureMould().method1();????}}

輸出結果

生產出了容器產品A生產出了模具產品A生產出了容器產品B生產出了模具產品B

優點

• 可以在類的內部對產品族中相關聯的多等級產品共同管理，而不必專門引入多個新的類來進行管理。
• 當需要產品族時，抽象工廠可以保證客戶端始終只使用同一個產品的產品組。
• 抽象工廠增強了程序的可擴展性，當增加一個新的產品族時，不需要修改原代碼，滿足開閉原則。

缺點

當產品族中需要增加一個新的產品時，所有的工廠類都需要進行修改。增加了系統的抽象性和理解難度。

這是因為抽象工廠接口中已經確定了可以被創建的產品集合，如果需要添加新產品，此時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“開發——封閉”原則。

對于新的產品族符合開-閉原則；對于新的產品種類不符合開-閉原則，這一特性稱為開-閉原則的傾斜性。

應用場景

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

源碼中的應用

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

java.sql.Connection

public?interface?Connection??extends?Wrapper,?AutoCloseable?{?//...??????????//返回普通的sql執行器????????Statement?createStatement()?throws?SQLException;??//返回具有參數化預編譯功能的sql執行器?????PreparedStatement?prepareStatement(String?sql)?throws?SQLException;?????//返回可以執行存儲過程的sql執行器????????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，描述了不同的產品等級Statement、PreparedStatement、CallableStatement，它們都位于抽象接口Statement產品等級結構中。我們可以繼續尋找該抽象工廠接口的實現類。

以Mysql為例，可以找到Mysql對這個工廠接口的實現類ConnectionImpl，ConnectionImpl并不是直接實現了java.sql.Connection,而是通過實現自己擴展的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，跟蹤其調用代碼可以看到StatementImpl這個類就是實現了java.sql.Statement的具體產品類

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都是在不同的產品等級上。通過IDEA工具可以通過UML圖清晰得看到SqlSessionFactory的工廠實現類

以上兩個例子都和數據庫操作相關，同樣使用了抽象工廠模式。在jdbc中，客戶端通過Connection工廠獲取到Statement產品對象，然后通過該對象進行增刪改查操作，對于mybatis這種數據庫操縱框架而言(底層也是封裝了jdbc api)有異曲同工,通過SeqSessionFactory工廠獲取到SqlSession產品對象，然后進行增刪改查操作。

PS：以上代碼提交在 Github ：

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

文章持續更新，可以微信搜一搜「 一角錢技術 」第一時間閱讀， 本文 GitHub org_hejianhui/JavaStudy 已經收錄，歡迎 Star。

總結

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內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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