1.工厂模式的定义

工厂模式使用的频率很高。我们在开发中总能见到它们的身影。其定义为：Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.即定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。

工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式的通用类图例如以下所看到的：

如图所看到的，Product抽象类负责定义产品的共性，实现对事物最抽象的定义，Creator为抽象工厂类。详细怎样创建产品类由详细的实现工厂ConcreteCreator来完毕。

我们来看一下通用的模板代码：

public abstract class Product {public void method() { //产品类的公共方法，已经实现//实现了公共的逻辑}public abstract void method2(); //非公共方法，须要子类详细实现
}

详细产品类能够有多个，都继承与抽象类Product，例如以下：

public class ConcreateProduct1 extends Product {@Overridepublic void method2() {//product1的业务逻辑}
}
public class ConcreateProduct2 extends Product {@Overridepublic void method2() {//product2的业务逻辑}
}

抽象工厂类负责定义产品对象的产生。代码例如以下：

public abstract class Creator {//创建一个产品对象。其输入參数类型能够自行设置public abstract <T extends Product> T createProduct(Class<T> clazz);
}

这里用的是泛型，传入的对象必须是Product抽象类的实现类。详细怎样产生一个产品的对象，是由详细工厂类实现的。详细工厂类继承这个抽象工厂类：

public class ConcreteCreator extends Creator {@Overridepublic <T extends Product> T createProduct(Class<T> clazz) {Product product = null;try {product = (Product) Class.forName(clazz.getName()).newInstance();} catch (Exception e) { //异常处理e.printStackTrace();}return (T) product;}
}

通过这种设计。我们就能够在測试类中任意生产产品了。看以下的測试类：

public class FactoryTest {public static void main(String[] args) {Creator factory = new ConcreteCreator();Product product1 = factory.createProduct(ConcreteProduct1.class); //通过不同的类创建不同的产品Product product2 = factory.createProduct(ConcreteProduct2.class);/** 以下继续其它业务处理*/}
}

以下举个女娲造人的样例阐述一下工厂模式的实际应用。

2.用女蜗造人阐述工厂模式

如今女娲要造人，她要造三种人：白种人、黄种人和黑种人。怎么造呢？她得有个能产生人类的工厂吧（类似于八卦炉的东西）。这个工厂得让她生产出不同的人种。

每一个人都有两个属性：皮肤颜色和说话。

那如今我们開始设计女蜗造人的程序，首先我们看一下造人的类图：

抽象接口Human是人类，里面有两个方法，getColor获得皮肤颜色，talk交谈。以下三个详细Human的实现类。分别实现三个人种。依据工厂模式，应该有个抽象工厂，AbstractHumanFactory就担当了这个责任，里面有个抽象方法createHuman，那HumanFactory就是实现类了。实现抽象工厂里的方法。以下我们看看详细实现：

public interface Human {   public void getColor();//人有不同的颜色    public void talk(); //人会说话
}

接下来对Human接口的不同实现：

public class BlackHuman implements Human {// 黑种人@Overridepublic void getColor() {System.out.println("Black");}@Overridepublic void talk() {System.out.println("Black man");}
}
public class Human implements Human {   //黄种人@Overridepublic void getColor() {System.out.println("Yellow");}@Overridepublic void talk() {System.out.println("Yellow man");}
}
public class WhiteHuman implements Human {//白种人@Overridepublic void getColor() {System.out.println("White");}@Overridepublic void talk() {System.out.println("White man");}
}

好了，人的模子搞好了，如今女娲要開始搭建八卦炉了，于是女娲開始画八卦炉模型了：

public abstract class AbstractHumanFactory{public abstract <T extends Human> T createHuman(Class<T> clazz); //注意这里T必须是Human的实现类才行，由于要造Human嘛
}

然后女娲開始详细实现这个八卦炉了……

public class HumanFactory extends AbstractHumanFactory {@Overridepublic <T extends Human> T createHuman(Class<T> clazz) {Human human = null;try {human = (Product) Class.forName(clazz.getName()).newInstance();} catch (Exception e) { //异常处理System.out.println("人种产生错误");}return (T) human;}
}

好，如今人种也有了。八卦炉也有了，剩下的就是採集黄土，然后命令八卦炉開始生产了：

public class FactoryTest {public static void main(String[] args) {AbstractHumanFactory bagualu = new HunmanFactory();Human blackMan = bagualu.createHuman(BlackHuman.class); //黑人诞生了Human yellowMan = bagualu.createHuman(YelloHuman.class); //黄人诞生了Human whiteMan = bagualu.createHuman(WhiteHuman.class); //白人诞生了}
}

女娲就是这么把人造出来的……这就是工厂模式。

3.工厂模式的扩展

3.1 静态工厂模式

我们还用上面女娲造人的样例说明，如今女娲在思考一个问题：我如今仅仅须要一个工厂就能够把人生产出来。我干嘛要详细的工厂对象呢？我仅仅要使用静态方法就好了。这样一想。于是女娲就開始把AbstractHumanFactory抽象类去掉了，仅仅保留了HumanFactory类，同一时候把createHuman方法设置成了static类型，搞定！

public class HumanFactory {@Overridepublic static <T extends Human> T createHuman(Class<T> clazz) {Human human = null;try {human = (Product) Class.forName(clazz.getName()).newInstance();} catch (Exception e) { //异常处理System.out.println("人种产生错误");}return (T) human;}
}

然后女娲造人的时候就不用new什么八卦炉了。直接用HumanFactory类调用即可了：

Human blackMan = HumanFactory.createHuman(BlackHuman.class);

这就是静态工厂模式，在实际项目中，依据需求能够设置成静态工厂类，可是缺点是扩展比較困难。假设就一个工厂，不须要扩展，能够这么设计，仍然是非经常常使用的。

3.2 多个工厂模式

我们还以女娲造人为例，后来女娲想了想，，这人不可能就说话吧，还得有不同的属性杀的，假设在一个八卦炉里造。除了new一个人外，还得对不同的人设置不同的属性，这种话，八卦炉有点吃不消阿……又有点乱啊……可是她想到了一个法子。每一个人种弄个八卦炉。不同的八卦炉专门生产不同的人种，这样就结构清晰了。她在造人的时候自己选择与哪个八卦炉相关联即可了。示意图例如以下：

这种话AbstractHumanFactory抽象类我们就要改写了：

public abstract class AbstractHumanFactory {public abstract Human createHuman();
}

注意抽象方法中已经不须要再传递相关类的參数了，由于每一个详细的工厂都已经很明白自己的职责：创建自己负责的产品类对象。所以不同的工厂实现自己的createHuman方法就可以：

public class BlackHumanFactory extends AbstractHumanFactory {public Human createHuman() {return new BlackHuman();}
}
public class YellowHumanFactory extends AbstractHumanFactory {public Human createHuman() {return new YellowHuman();}
}
public class WhiteHumanFactory extends AbstractHumanFactory {public Human createHuman() {return new WhiteHuman();}
}

这样三个不同的工厂就产生了。每一个工厂相应仅仅生产自己相应的人种。所以如今女娲造人就能够不用一个八卦炉了。分工协作。各不影响了。

public class FactoryTest {public static void main(String[] args) {Human blackMan = new BlackHumanFactory().createHuman(); //黑人诞生了Human yellowMan = new YellowHumanFactory().createHuman(); //黄人诞生了Human whiteMan = new WhiteHumanFactory().createHuman(); //白人诞生了}
}

这样的工厂模式的优点是职责清晰，结构简单。可是给扩扩展性和可维护性带来了一定的影响，由于假设要扩展一个产品类，就须要建立一个对应的工厂类。这样就添加了扩展的难度。

由于工厂类和产品类的数量是同样的，维护时也须要考虑两个对象之间的关系。可是这样的模式还是非经常常使用的。

3.3 替代单例模式

上一章介绍了单例模式，而且指出了单例和多例的一些缺点，可是我们是不是能够採用工厂模式来实现一个单例模式的功能呢？答案是肯定的。单例模式的核心要求就是在内存中仅仅有一个对象，通过工厂方法模式也能够仅仅在内存中生产一个对象。见以下：

Singleton类定义了一个private的无參构造方法，目的是不同意通过new的方式创建对象。另外，Singleton类也不自定义一个Singleton对象了，由于它要通过工厂来获得。

public class Singleton {private Singleton() {}public void doSomething() {//业务处理}
}

既然Singleton不能通过正常的渠道建立一个对象，那SingletonFactory怎样建立一个单例对象呢？答案是通过反射方式创建：

public class SingletonFactory {private static Singleton instance;static {try {       Class clazz = Class.forName(Singleton.class.getName());//获取无參构造方法Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor();//设置无參构造方法可訪问constructor.setAccessible(true);//产生一个实例对象instance = (Singleton) constructor.newInstance();} catch (Exception e) {//异常处理}}public static Singleton getInstance() {return instance;}
}

以上通过工厂方法模式创建了一个单例对象。该框架能够继续扩展，在一个项目中能够产生一个单例构造器，全部须要产生单例的类都遵循一定的规则（构造方法是private），然后通过扩展该框架。仅仅要输入一个类型就能够获得唯一的一个实例。

3.4 延迟初始化

何为延迟初始化（Lazy initialization）？即一个对象被使用完成后，并不立马释放，工厂类保持其初始状态，等待再次被使用。延迟初始化是工厂模式的一个扩展应用，其通用类表演示样例如以下：

ProductFactory负责产品类对象的创建工作。而且通过prMap变量产生一个缓存，对须要再次被重用的对象保留：

public class ProductFactory {private static final Map<String, Product> prMap = new HashMap();public static synchronized Product createProduct(String type) throws Exception {Product product = null;//假设Map中已经有这个对象if(prMap.containsKey(type)) {product = prMap.get(type);} else {if(type.equals("Product1")) {product = new ConcreteProduct1();}else {product = new ConcreteProduct2();}prMap.put(type, product);}return product;}
}

代码比較简单，通过定义一个Map容器，容纳全部产生的对象。每次在new一个对象的时候先推断Map中有没有。有就不用再new了，直接取。另外，每次new过一个对象后，也将其放入Map中方便下次调用。

延迟载入时非常实用的，比方JDBC连接数据库。会要求设置一个MaxConnections最大连接数量，该数量就是内存中最大实例化的数量。

4. 工厂模式的应用

长处：

1. 工厂模式具有良好的封装性。代码结构清晰。也有利于扩展。在添加产品类的情况下。仅仅须要适当地改动详细的工厂类或扩展一个工厂类。就能够完毕“拥抱变化”。

2. 工厂模式能够屏蔽产品类。

这一点很重要，产品类的实现怎样变化，调用者都不用关系。仅仅须要关心产品的接口，仅仅要接口保持不变。系统的上层模块就不须要发生变化。

3. 工厂模式是典型的解耦框架。高层模块仅仅须要知道产品的抽象类。其它的实现类都不用关心。

工厂模式就介绍这么多吧，假设错误之处。欢迎留言指正~

相关阅读：http://blog.csdn.net/column/details/des-pattern.html

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

-----乐于分享，共同进步！

-----很多其它文章请看：http://blog.csdn.net/eson_15