Java设计模式之抽象工厂模式
前言
抽象工厂模式是常用的创建型设计模式之一，它比工厂方法模式的抽象程度更高。在工厂方法模式中每一个具体工厂只需要生产一种具体产品，但是在抽象工厂模式中一个具体工厂可以生产一组相关的具体产品，这样的一组产品称为产品族，产品族中的每一个产品都分属于某一个产品继承等级结构。
产品等级结构
产品等级结构即产品的继承结构，例如一个抽象类是电视机，其子类包括海尔电视机、海信电视机、TCL电视机，则抽象电视机与具体品牌的电视机之间构成了一个产品等级结构，抽象电视机是父类，而具体品牌的电视机是其子类。
产品族
在抽象工厂模式中，产品族是指由同一个工厂生产的位于不同产品等级结构中的一组产品，例如海尔电器工厂生产的海尔电视机、海尔冰箱，海尔电视机位于电视机产品等级结构中，海尔冰箱位于冰箱产品等级结构中，海尔电视机、海尔冰箱构成了一个产品族。
正文
抽象工厂模式是所有形式的工厂模式中最为抽象和最具一般性的一种形式。抽象工厂模式与工厂方法模式最大的区别在于，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构，而抽象工厂模式需要面对多个产品等级结构，一个工厂等级结构可以负责多个不同产品等级结构中的产品对象的构建。当一个工厂等级结构可以创建出分属于不同产品等级结构的一个产品族中的所有对象时，抽象工厂模式比工厂方法模式更为简单、更有效率。
1、定义
定义如下：
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。
Abstract Factory Pattern： Provide an interface for creating families of related or dependent objects
without specifying their concrete classes.
抽象工厂模式又称为工具（Kit）模式，它是一种对象创建型模式。
2、结构
抽象工厂模式包含抽象工厂、具体工厂、抽象产品和具体产品4个角色。
- 抽象工厂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
- 具体工厂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
- 抽象产品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
- 具体产品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
3、开闭原则的倾斜性
在抽象工厂模式中增加新的产品族很方便，但是增加新的产品等级结构很麻烦，抽象工厂模式的这种性质称为开闭原则的倾斜性。开闭原则要求系统对扩展开放，对修改关闭，通过扩展达到增强其功能的目的，对于涉及多个产品族与多个产品等级结构的系统，其功能增强包括两个方面。
- （1）增加产品族：对于增加新的产品族，抽象工厂模式很好地支持了开闭原则，只需要增加具体产品并对应增加一个新的具体工厂，对已有代码无须做任何修改。
- （2）增加新的产品等级结构：对于增加新的产品等级结构，需要修改所有的工厂角色，包括抽象工厂类，在所有的工厂类中都需要增加生产新产品的方法，违背了开闭原则。
4、抽象工厂模式优缺点与适用环境
优点
- 抽象工厂模式隔离了具体类的生成，使得客户端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。
- 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
- 增加新的产品族很方便，无须修改已有系统，符合开闭原则。
缺点
增加新的产品等级结构麻烦，需要对原有系统进行较大的修改，甚至需要修改抽象层代码，这显然会带来较大的不便，违背了开闭原则。
适用环境
- 一个系统不应但依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节，这对于所有类型的工厂模式都是很重要的，用户无须关心对象的创建过程，将对象的创建和使用解耦。
- 系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族。可以通过配置文件等方式来使用户能够动态改变产品族，也可以很方便地增加新的产品族。
- 属于同一个产品族的产品将在一起使用，这一约束必须在系统的设计中体现出来。同一个产品族中的产品可以使没有任何关系的对象，但是它们都具有一些共同的约束，如同一操作系统下的按钮和文本框，按钮与文本框之间没有直接关系，但它们都是属于某一操作系统的，此时具有一个共同的约束条件，即操作系统的类型。
- 产品等级结构稳定，在设计完成之后不会向系统中增加新的产品等级结构或者删除已有的产品等级结构。
以上文字，大量摘抄自《Java设计模式》一书，由刘伟老师编著，故本文应当列入转载一类，有兴趣的朋友可以直接阅读原书。
