动机

虽然简单工厂模式实现了对象的创建和使用分离，但是仍然存在如下两个问题：

• 工厂类过于庞大，包含了大量的if…else…代码，导致维护和测试难度增大。

• 系统扩展不灵活，如果增加新类型的产品，必须修改静态工厂方法的业务逻辑，违反了“开闭原则”。

此外，在简单工厂模式中，所有的产品都由同一个工厂创建，工厂类职责较重，业务逻辑较为复杂，具体产品与工厂类之间的耦合度高，严重影响了系统的灵活性和扩展性，而工厂方法模式则可以很好地解决这一问题。

模式详解

工厂模式定义：

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定将哪一个类实例化。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。工厂方法模式又简称为工厂模式(Factory Pattern)，又可称作虚拟构造器模式(Virtual Constructor Pattern)或多态工厂模式(Polymorphic Factory Pattern)。工厂方法模式是一种类创建型模式。

模式组成

工厂模式包括以下角色：

• Factor： 抽象工厂

  在抽象工厂类中，声明了工厂方法(Factory Method)，用于返回一个产品。抽象工厂是工厂方法模式的核心，所有创建对象的工厂类都必须实现该接口。

• ConcreteProduct： 具体工厂

  它是抽象工厂类的子类，实现了抽象工厂中定义的工厂方法，并可由客户端调用，返回一个具体产品类的实例。

• Product：抽象产品

  它是定义产品的接口，是工厂方法模式所创建对象的超类型，也就是产品对象的公共父类。

• ConcreteProduct：具体产品

  它实现了抽象产品接口，某种类型的具体产品由专门的具体工厂创建，具体工厂和具体产品之间一一对应

分析

与简单工厂模式相比，工厂模式引入了抽象工厂角色类，该类可以是接口、抽象类或者具体类。
抽象工厂代码表示如下：

interface Factory{
  public Product factoryMethod();
}

在工厂模式中，具体的产品创建由相应的工厂子类负责，客户端针对抽象工厂编程，在运行时指定具体的工厂类。
具体工厂类实现了工厂方法，不同的工厂创建不同的产品，代码表示如下：

class ConcreteFactory implements Factory{
  public Product factoryMethod(){
    return new ConcreteProduct();
  }
}

抽象产品和具体产品类的定义与简单工厂模式一样。

优缺点

优点

• 在工厂方法模式中，工厂方法用来创建客户所需要的产品，同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节，用户只需要关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节，甚至无须知道具体产品类的类名。

• 基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够使工厂可以自主确定创建何种产品对象，而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式，是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。

• 使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时，无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无须修改客户端，也无须修改其他的具体工厂和具体产品，而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了。这样，系统的可扩展性也就变得非常好，完全符合“开闭原则”。

缺点：

• 在添加新产品时，需要编写新的具体产品类，而且还要提供与之对应的具体工厂类，系统中类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销。

• 增加或者删除同类的产品时：首先增加或者删除一个具体的产品，然后增加或者删除产品工厂。

• 由于考虑到系统的可扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度，且在实现时可能需要用到 DOM、反射等技术，增加了系统的实现难度。

什么情况会用

在以下情况下可以使用工厂方法模式：

• 一个类不知道它所需要的对象的类：在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对应的工厂即可，具体的产品对象由具体工厂类创建；客户端需要知道创建具体产品的工厂类。

• 一个类通过其子类来指定创建哪个对象：在工厂方法模式中，对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口，而由其子类来确定具体要创建的对象，利用面向对象的多态性和里氏代换原则，在程序运行时，子类对象将覆盖父类对象，从而使得系统更容易扩展。

• 将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个，客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类，需要时再动态指定，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。

引用

参考博客

• 工厂方法模式(Factory Method Pattern)

• 工厂三兄弟之工厂方法模式（二）

• 工厂方法模式(Factory Method pattern)