工厂模式定义:提供创建对象的接口.
为何使用?
工厂模式是我们最常用的模式了,著名的Jive论坛
,就大量使用了工厂模式，工厂模式在Java程序系统可以说是随处可见。
为什么工厂模式是如此常用？因为工厂模式就相当于创建实例对象的new，我们经常要根据类Class生成实例对象，如A a=new A() 工厂模式也是用来创建实例对象的，所以以后new时就要多个心眼，是否可以考虑实用工厂模式，虽然这样做，可能多做一些工作，但会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量。
我们以类Sample为例， 如果我们要创建Sample的实例对象:
Sample sample=new Sample();
可是，实际情况是，通常我们都要在创建sample实例时做点初始化的工作,比如赋值 查询数据库等。
首先，我们想到的是，可以使用Sample的构造函数，这样生成实例就写成:
Sample sample=new Sample(参数);
但是，如果创建sample实例时所做的初始化工作不是象赋值这样简单的事，可能是很长一段代码，如果也写入构造函数中，那你的代码很难看了（就需要Refactor重整）。
为什么说代码很难看，初学者可能没有这种感觉，我们分析如下，初始化工作如果是很长一段代码，说明要做的工作很多，将很多工作装入一个方法中，相当于将很多鸡蛋放在一个篮子里，是很危险的，这也是有背于Java 面向对象的原则，面向对象的封装(Encapsulation)和分派(Delegation)告诉我们，尽量将长的代码分派“切割”成每段，将每段再 “封装”起来(减少段和段之间偶合联系性)，这样，就会将风险分散，以后如果需要修改，只要更改每段，不会再发生牵一动百的事情。
在本例中，首先，我们需要将创建实例的工作与使用实例的工作分开, 也就是说，让创建实例所需要的大量初始化工作从Sample的构造函数中分离出去。
这时我们就需要Factory工厂模式来生成对象了，不能再用上面简单new Sample(参数)。还有,如果Sample有个继承如MySample, 按照面向接口编程,我们需要将Sample抽象成一个接口.现在Sample是接口,有两个子类MySample 和HisSample .我们要实例化他们时,如下:
Sample mysample=new MySample();
Sample hissample=new HisSample();
随着项目的深入,Sample可能还会"生出很多儿子出来", 那么我们要对这些儿子一个个实例化,更糟糕的是,可能还要对以前的代码进行修改:加入后来生出儿子的实例.这在传统程序中是无法避免的.
但如果你一开始就有意识使用了工厂模式,这些麻烦就没有了.
工厂方法
你会建立一个专门生产Sample实例的工厂:
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public class Factory{ public static Sample creator(int which){ //getClass 产生Sample 一般可使用动态类装载装入类。 } } |
那么在你的程序中,如果要实例化Sample时.就使用
Sample sampleA=Factory.creator(1);
这样,在整个就不涉及到Sample的具体子类,达到封装效果,也就减 少错误修改的机会,这个原理可以用很通俗的话来比喻:就是具体事情做得越多,越容易范错误.这每个做过具体工作的人都深有体会,相反,官做得越高,说出的 话越抽象越笼统,范错误可能性就越少.好象我们从编程序中也能悟出人生道理?呵呵.
使用工厂方法 要注意几个角色，首先你要定义产品接口，如上面的Sample,产品接口下有Sample接口的实现类,如SampleA,其次要有一个factory类，用来生成产品Sample，如下图，最右边是生产的对象Sample：
进一步稍微复杂一点，就是在工厂类上进行拓展，工厂类也有继承它的实现类concreteFactory了。
抽象工厂
工厂模式中有: 工厂方法(Factory Method) 抽象工厂(Abstract Factory).
这两个模式区别在于需要创建对象的复杂程度上。如果我们创建对象的方法变得复杂了,如上面工厂方法中是创建一个对象Sample,如果我们还有新的产品接口Sample2.
这里假设：Sample有两个concrete类SampleA和SamleB，而Sample2也有两个concrete类Sample2A和SampleB2
那么，我们就将上例中Factory变成抽象类,将共同部分封装在抽象类中,不同部分使用子类实现，下面就是将上例中的Factory拓展成抽象工厂:
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public abstract class Factory{ public abstract Sample creator(); public abstract Sample2 creator(String name); } public class SimpleFactory extends Factory{ public Sample creator(){ public Sample2 creator(String name){ } public class BombFactory extends Factory{ public Sample creator(){ public Sample2 creator(String name){ } |
从上面看到两个工厂各自生产出一套Sample和Sample2,也许你会疑问，为什么我不可以使用两个工厂方法来分别生产Sample和Sample2?
抽象工厂还有另外一个关键要点，是因为
SimpleFactory内，生产Sample和生产Sample2的方法之间有一定联系，所以才要将这两个方法捆绑在一个类中，这个工厂类有其本身特征，也许制造过程是统一的，比如：制造工艺比较简单，所以名称叫SimpleFactory。
在实际应用中，工厂方法用得比较多一些，而且是和动态类装入器组合在一起应用，
举例
我们以Jive的ForumFactory为例，这个例子在前面的Singleton模式中我们讨论过，现在再讨论其工厂模式:
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public abstract class ForumFactory { private static Object initLock = new Object(); public static ForumFactory getInstance(Authorization
authorization) { try { //Now, 返回 proxy.用来限制授权对forum的访问 //真正创建forum的方法由继承forumfactory的子类去完成. .... } |
因为现在的Jive是通过数据库系统存放论坛帖子等内容数据,如果希望更改为通过文件系统实现,这个工厂方法ForumFactory就提供了提供动态接口:
private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory";
你可以使用自己开发的创建forum的方法代替com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory就可以.
在上面的一段代码中一共用了三种模式,除了工厂模式外,还有Singleton单态模式,以及proxy模式,proxy模式主要用来授权用户对forum的访问,因为访问forum有两种人:一个是注册用户
一个是游客guest,那么那么相应的权限就不一样,而且这个权限是贯穿整个系统的,因此建立一个proxy,类似网关的概念,可以很好的达到这个效果.
看看Java宠物店中的CatalogDAOFactory:
| public class CatalogDAOFactory {
public static CatalogDAO getDAO() throws CatalogDAOSysException { CatalogDAO catDao = null; try { InitialContext ic = new InitialContext(); String className =(String) ic.lookup(JNDINames.CATALOG_DAO_CLASS); catDao = (CatalogDAO) Class.forName(className).newInstance(); } catch (NamingException ne) { throw new CatalogDAOSysException(" } catch (Exception se) { throw new CatalogDAOSysException(" } return catDao; } } |
CatalogDAOFactory是典型的工厂方法，catDao是 通过动态类装入器className获得CatalogDAOFactory具体实现子类，这个实现子类在Java宠物店是用来操作catalog数据 库，用户可以根据数据库的类型不同，定制自己的具体实现子类，将自己的子类名给与CATALOG_DAO_CLASS变量就可以。
由此可见，工厂方法确实为系统结构提供了非常灵活强大的动态扩展机制，只要我们更换一下具体的工厂方法，系统其他地方无需一点变换，就有可能将系统功能进行改头换面的变化。
设计模式如何在具体项目中应用见《Java实用系统开发指南》
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一个体现Java接口及工厂模式优点的例子(转载自http://www.jspcool.com/j2se/20071019225405.htm)
随着模式概念的普及，了解模式和使用模式的程序员越来越多，很多人在学习模式的时候，都会有这样一种疑惑：“有必要搞得这么复杂吗？”。的确，因为教程的 例子过于简单化（这样方便读者学习），或者是作者选例子的时候并没有很好体现所讲模式的优点，很多情况下如果仅就其例子的问题来说，用模式是太复杂了。因 此才导致这样的误解：“模式就是把简单的问题复杂化吗？”。当然不是，随着你开发实践的不断丰富，你终会发现模式强大威力，而且模式也并非贵族化的编程方 式，它就是一些经过提炼了的解决问题的方法技巧。
通过学习模式，程序员开始告别过去准直线式的代码方式，模式开扩了我们的视野，强化了我们面向对象编程的思维方式。然而现在又出现了另一个普遍的问题，盲 目应用模式。模式是问题的解决方案，先有问题才有模式，模式是依附于所要解决的问题的而生的。必须了解模式在很多情况下是以提高代码的复杂度为代价来增强 灵活性、可复用性。如果在自已的代码中使用某一模式仅只提高了代码的复杂度，而其它方面收效甚微，或者某部份代码根本就不存在灵活性及高复用性的需求，那 么我们就没有必要为使用模式而放弃更直观简单的代码写法。
一流的高手90%精力关注问题的解决方案，因为找到了好的解决方案，再写起代码会很轻松代码也简洁流畅，看这样的代码是一种享受和提高；二流的熟手90% 精力关注代码实现，因为问题的解决方案并非最佳，实现的代码也会比较复杂；三流菜鸟记流水帐,90%精力在敲键盘，常常做了大半才发现行不通，回过头来再 用90%的时间敲键盘，根本不会用到任何模式，写出来的代码的只有他自已才能看懂。做出来的软件也是支离破碎，做一丁点改动都要大费周折，而且你还不知道 改动后会产生什么问题，大有住危房里的感觉。
在这里还是举一个滥用模式的例子吧。我曾参与过一个大集团公司ＯＡ系统的第二期开发，开发沿用原有代码架构并增加新的功能模块。文档很少我读原代码时就被 它程序里的代码转来转去搞得头大如斗，最后读懂了：原代码架构总体采用工厂模式，而且是最复杂的抽象工厂模式。它把所有模块类都通过工厂生成还工厂套工 厂，并且每一个模块类都有一个接口，每个接口也只有一个模块现实类，因为涉及权限控制还用了代理(proxy)模式。 读懂代码后我开始嵌入代码，发现每 新增一个类，都要到六个Java文件中去增加相应代码，而在类中每增加一个方法，也要到它的接口等四个Java文件中去增加相应代码。天呀！！！记得当时 我的小姆指常会不听使唤，就是因为频繁的使用Ctrl+C 、Ctrl+V，小姆指按着Ctrl键给累的。整个项目组苦不堪言，真烦透了。项目结束后我回顾发现：代理模式用得还对（现在针对权限这类横向控制有 AOP编程这种新的解决办法了）但工厂模式在这里根本就是画蛇添足，不仅没有解决什么问题，反而增加代码复杂度和耦合性，降低了开发效率连维护难度都提高 了。而且那种每个类简单的加一个接口的方式，更是没有道理，这让我很想说周星驰说过的一句话：“球~~~不是这么踢~~~~的，接口~~~不是这么 用~~~的”。言归正传，我们先来看这样一个常见问题：某系统需要支持多种类型的数据库。用过Oracle、MSSQL等数据库的人都知道，它们的SQL 编写方式都各有些不同。比如说Oracle的唯一标识自动+1字段用的是序列，MSSQL改一下字段属性就成了，还有各种各自特有的SQL用法。为了支持 多数据库，难道我们要开发多套系统？当然NO。请看下面的解决方案。
即然数据库存在多种，我们可以将系统中所有对数据库的操作抽象出来，写成一个个方法组合到一个类中，有几种数据库我们就写几个这样的类。具体设计类图如下：
简要说明：
OracleDataOperate、SqlserverDataOperate、MysqlDataOperate，分别代表Oracle、Sqlserver、Mysql这三种数据库的操作类。继承自AbstractDataOperate
AbstractDataOperate是一个抽象类，包含了那些不同种类数据库都是一样代码的操作方法。继承自DataOperate
DataOperate是上面说的数据操作类的统一接口，只有两个方法：取得一条记录、插入一条记录。
DataOperateFactory是一个工厂方法，统一用它的方法来得到数据库操作类的实例。
SampleClass是我们系统的某个功能模块的类。
People是一个实体类，代表一条记录。三个字段 oid唯一标识符、name姓名、date生日。
详细说明：
１、所有系统功能模块类只认DataOperat这个接口还不必管具体的实现类是OracleDataOperate还SqlserverDataOperate。DataOperate源代码如下：
public interface DataOperate {
//根据记录的唯一标识取出一条记录
People getPeople(String oid);
//插入一条记录
boolean insertPeople(People people);
}
２、AbstractDataOperate、OracleDataOperate、SqlserverDataOperate、MysqlDataOperate都是继承DataOperate接口的，没什么好说的，省略。
３、DataOperateFactory。我们看看工厂方法怎么写的。
public class DataOperateFactory {
public static final int ORACLE = 0; //定义三个表示数据库类型的常量
public static final int MYSQL = 1;
public static final int SQLSERVER = 2;
private static DataOperate db;
private static int dataType = MYSQL;//在文本内记录
public static DataOperate getInstance() {
if (db == null) {
if (dataType == ORACLE) //根据dateType返回相应的实现类
return new OracelDataOperate();
if (dataType == MYSQL)
return new MysqlDataOperate();
if (dataType == SQLSERVER)
return new SqlserverDataOperate();
}
return db;
}
}
４、接下来就看看使用端是如何调用工厂方法和使用数据操作类的。
public class SampleClass {
private DataOperate db; //声明一个数据库操作类，注意这里用的是接口噢
public void sampleMethod() {
db = DataOperateFactory.getInstance();//得到单一实例
People p = db.getPeople("123"); //取得一条记录
db.insertPeople(p);//再插回去
}
}
我们发现SampleClass中根本没有出现OracelDataOperate、MysqlDataOperate等的影子，这就是接口的威力。 客户端不必针对OracelDataOperate等写不同的代码，它只关心DataOperate即可，具体要取那个类的逻辑就由 DataOperateFactory负责了。
总结：
从例子中我们可以看到什么是面向接口的编程方式。SampleClass使用数据操作类可以不必关心具体是那个类，只要是符合接口的都行
要实例？只须调用DataOperateFactory.getInstance()即可，其它的交于DataOperateFactory这个工厂来做吧，使用端什么都不用关心。
我们要支持新的数据库类型，只须要象OracelDataOperate那样，再写一个继承AbstractDataOperate的类即可，比如SysbaseDataOperate。然后到DataOperateFactory中加入相应代码即可。
如果我们想要可配置性更高，可以用private static int dataType =
MYSQL;中的值设置到一个文本文件中。
对于开发支持多种数据库的系统，强烈建议使用hibernate，我现在做的系统就是用hibernate的，开发时用Mysql，到要给客户时将数据库换了DB2，程序不用做任何改动，真正的无逢移植。不过这样，本文所提到的方法就没什么用了