应用最广泛的模式 —— 工厂方法模式

1. 工厂方法模式介绍

工厂方法模式（Factory Pattern），是创建型设计模式之一。工厂方法模式是一种结构简单的模式，在我们平时开发中应用广泛，如 Android 中的 Activity 的各个生命周期方法，以 onCreate 方法为例，它就可以看作是一个工厂方法，我们在其中可以构造我们的 View 并通过 setContentView 方法返回给 framework 处理。

2. 工厂方法模式的定义

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。

3. 工厂方法模式的使用场景

在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。复杂对象适合使用工厂方法模式，用 new 就可以完成创建的对象无需使用工厂方法模式。

4. 工厂方法模式的通用模式代码

简单的实例：

public abstract class Product {
    public abstract void method();
}


public class ConcreteProductA extends Product {
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("我是具体产品 A");
    }
}


public class ConcreteProductB extends Product {
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("我是具体产品 B");
    }
}


public abstract class Factory {
    public abstract Product createProduct();
}


public class ConcreteFactoryA extends Factory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

对实例的测试：

public class Client {
    public static void main() {
        Factory factoryA = new ConcreteFactoryA();
        Product productA = factoryA.createProduct();
        productA.method();
    }
}

有时候也可以利用反射的方式更简洁地来生产具体产品对象，此时，需要在工厂方法的参数列表中传入一个 Class 类来决定是哪一个产品类：

public abstract class Factory {
    public abstract <T extends Product> T createProduct(Class<T> clz);
}


public class ConcreteFactory extends Factory {
    @Override
    public <T extends Product> T createProduct(Class<T> clz) {
        Product p = null;
        try {
            p = (Product) Class.forName(clz.getName()).newInstance();
        } catch (IllegalAccessException | InstantiationException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) p;
    }
}

对实例的测试：

public class LearnJava {

    public static void main(String[] args) {
        Factory factory = new ConcreteFactory();
        Product product = factory.createProduct(ConcreteProductA.class);
        product.method();
        product = factory.createProduct(ConcreteProductB.class);
        product.method();
    }
}

当然，我们也可以为每个产品创建一个具体的工厂（多工厂模式）：

public class ConcreteFactoryA extends Factory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

public class ConcreteFactoryB extends Factory {
    @Override
    public Product createProduct() {
        return new ConcreteProductB();
    }
}

如果确定工厂类只有一个，那么也可以简化掉抽象类，我们只需要将抽象的工厂方法改为静态方法即可：

public class Factory {
    @Override
    public static Product createProduct() {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

5. 工厂方法模式实战

Android 的数据持久化有多种方式，但是，对数据的操作方法无非就是增、删、改、查，我们可以将每一种数据操作的方式作为一个产品类，在抽象产品类中定义操作的方法：

public abstract class IOHandler {
    public abstract void add(String id, String name);
    public abstract void remove(String id);
    public abstract void update(String id, String name);
    public abstract String query(String id);
}

对于每一种持久化方式我们都定义一个具体的 IO 处理类，这里就定义一种作为示例：

public class FileHandler extends IOHandler {
    @Override
    public void add(String id, String name) {

    }

    @Override
    public void remove(String id) {

    }

    @Override
    public void update(String id, String name) {

    }

    @Override
    public String query(String id) {
        return "File Handler";
    }
}

工厂方法：

public class IOFactory {
    public static <T extends IOHandler> T getIOHandler(Class<T> clz) {
        IOHandler handler = null;
        try {
            handler = (IOHandler) Class.forName(clz.getName()).newInstance();
        } catch (IllegalAccessException | InstantiationException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return (T) handler;
    }
}

测试：

public class LearnJava {

    public static void main(String[] args) {
        IOHandler handler = IOFactory.getIOHandler(FileHandler.class);
        System.out.println("current handler is: " + handler.query("who care"));
    }
}

总结

总的来说，工厂方法模式是一个很好的设计模式。但是缺点也是难以避免，每次我们为工厂方法模式添加新的产品时就要编写一个新的产品类，同时还要引入抽象层，这必然会导致类结构的复杂化，所以，在某些情况比较简单时，是否要使用工厂模式，需要设计者权衡利弊。