设计模式-工厂模式

聂风精密传动定制 發表於 2025-6-22 01:57:00

<h3 id="什么是工厂模式">什么是工厂模式？</h3>
工厂模式（Factory Pattern）是一种创建型设计模式，它将对象的创建和使用分离，通过工厂类来负责创建对象。这种模式可以降低代码间的耦合度，提高可维护性和可扩展性。
一、核心思想
<ul>
<li>将对象创建逻辑封装在工厂类中，客户端无需直接实例化对象，而是通过工厂获取。</li>
<li>遵循依赖倒置原则：依赖抽象而非具体实现。</li>
</ul>
二、工厂模式的三种形态
1. 简单工厂（Simple Factory）
<ul>
<li>特点：静态工厂方法，创建逻辑集中在一个工厂类。</li>
<li>缺点：不符合开闭原则，新增产品需修改工厂类。</li>
</ul>
2. 工厂方法（Factory Method）
<ul>
<li>特点：定义抽象工厂接口，具体产品由子类工厂创建。</li>
<li>优点：符合开闭原则，新增产品只需添加新的工厂子类。</li>
</ul>
3. 抽象工厂（Abstract Factory）
<ul>
<li>特点：创建产品家族，每个具体工厂负责创建一系列相关产品。</li>
<li>适用场景：系统需要独立于产品的创建、组合和表示时。</li>
</ul>
<h3 id="工厂模式的优缺点">工厂模式的优缺点</h3>
<ul>
<li>优点</li>
</ul>
<ol>
<li>解耦对象创建和使用：客户端只需关注接口，无需关心具体实现。</li>
<li>符合开闭原则：工厂方法模式中，新增产品只需扩展工厂子类。</li>
<li>便于维护和扩展：创建逻辑集中，修改时只需调整工厂类。</li>
<li>利于代码复用：工厂类可被多个客户端复用。</li>
</ol>
<ul>
<li>缺点</li>
</ul>
<ol>
<li>类数量增加：每个产品都可能需要对应的工厂类，导致代码结构复杂。</li>
<li>抽象层级提高：需要理解抽象工厂和具体工厂的关系，增加学习成本。</li>
<li>过度设计风险：简单场景下使用工厂模式可能增加不必要的复杂度。</li>
</ol>
<h3 id="什么场景下使用工厂模式">什么场景下使用工厂模式</h3>
<ol>
<li>对复杂对象的创建：某些类在new创建完之后，并不能拥有完成的功能，需要一些参数，活在构造方法中有复杂的参数传递时，这个时候就需要用到工厂模式</li>
<li>根据条件动态创建对象：在支付的场景下，可能有微信、支付宝、银联等多种支付方式，可以根据选择创建不同的对象</li>
<li>统一管理对象创建逻辑：以spring为例，在bean的实例化过程中，需要统一管理bean的生命周期，涉及一整套的接口判断，逻辑校验等，这个时候也可以是工厂模式</li>
</ol>
<h3 id="代码举例">代码举例</h3>
下边以简单工厂模式、工厂方法、抽象工厂、实例开发中怎么用举例。（这里仅仅是一个设计思路，实际开发中还需要根据功能和业务修改）
<ol>
<li>
简单工厂：
举例一个实际开发中用的场景，用户上传文件，但是文件涉及多种，比如flat文件、Excel、json、xml文件，上传的文件读取内容，下边就用工厂模式来设计
<pre><code class="language-java">interface FileItemReader<T>{
List<T> read();
}

class FlatFileItemReader<T> implements FileItemReader<T>{
@Override
public List<T> read() {
return null;
}
}

class ExcelItemReader<T> implements FileItemReader<T>{
@Override
public List<T> read() {
return null;
}
}

class JsonFileItemReader<T> implements FileItemReader<T>{
@Override
public List<T> read() {
return null;
}
}

class FileItemReaderFactory<T>{
public FileItemReader<T> createFileItemReader(String fileName){
if(fileName.endsWith("csv") || fileName.endsWith("txt")){
 return new FlatFileItemReader<>();
}else if(fileName.endsWith("xlsx") || fileName.endsWith("xls")){
 return new ExcelItemReader<>();
}else if(fileName.endsWith("json")){
 return new JsonFileItemReader<>();
}else {
 throw new IllegalArgumentException("不支持的文件类型");
}
}
}

public class FactoryDemo {

public static void main(String[] args) {
 String fileName = "test.xlsx";
 FileItemReaderFactory<ReadTestEntity> factory = new FileItemReaderFactory<>();
 FileItemReader<ReadTestEntity> fileItemReader = factory.createFileItemReader(fileName);
 List<ReadTestEntity> read = fileItemReader.read();
}
}
</code></pre>
</li>
<li>
工厂方法:
以读数据为例子，读数据可能从数据库里读、文件里读、还有一些非关系型数据库中读，就用工厂方法设计下边程序，就用上边的例子继续拓展了
<pre><code class="language-java">interface ItemReader<T> {
List<T> read();
}

interface FileItemReader<T> extends ItemReader<T> {

}

class FlatFileItemReader<T> implements FileItemReader<T> {
@Override
public List<T> read() {
return null;
}
}

class ExcelItemReader<T> implements FileItemReader<T> {
@Override
public List<T> read() {
return null;
}
}

class JsonFileItemReader<T> implements FileItemReader<T> {
@Override
public List<T> read() {
return null;
}
}

interface JdbcItemReader<T> extends ItemReader<T> {

}

class JdbcCursorItemReader<T> implements JdbcItemReader<T> {
@Override
public List<T> read() {
return null;
}
}

class HibernateItemReader<T> implements JdbcItemReader<T> {
@Override
public List<T> read() {
return null;
}
}

interface Creator<T> {
ItemReader<T> create(String type);
}

class FileItemReaderFactory<T> implements Creator<T> {
@Override
public ItemReader<T> create(String fileName) {
if (fileName.endsWith("csv") || fileName.endsWith("txt")) {
 return new FlatFileItemReader<>();
} else if (fileName.endsWith("xlsx") || fileName.endsWith("xls")) {
 return new ExcelItemReader<>();
} else if (fileName.endsWith("json")) {
 return new JsonFileItemReader<>();
} else {
 throw new IllegalArgumentException("不支持的文件类型");
}
}
}

class JdbcItemReaderFactory<T> implements Creator<T> {
@Override
public ItemReader<T> create(String type) {
if(type.equals("jdbc")){
 return new JdbcCursorItemReader<>();
}else if (type.equals("hibernate")){
 return new HibernateItemReader<>();
}else {
 throw new IllegalArgumentException("不支持的文件类型");
}
}
}

public static void main(String[] args) {
 String fileName = "test.xlsx";
 Creator<ReadTestEntity> creator = new FileItemReaderFactory<>();
 List<ReadTestEntity> read = creator.create(fileName).read();
}
</code></pre>
</li>
<li>
抽象工厂
继续上边的设计，以读取flat类型文件为例，读取文件时候需要获取不同的流，也需要不同的数据映射关系，这里用抽象工厂就很合适
<pre><code class="language-java">interface ItemReader<T> {
List<T> read();
}

interface FileItemReader<T> extends ItemReader<T> {

}

class FlatFileItemReader<T> implements FileItemReader<T> {

private final BufferReaderFactory bufferReaderFactory;
private final BeanMappingFactory beanMappingFactory;

public FlatFileItemReader(BufferReaderFactory bufferReaderFactory, BeanMappingFactory beanMappingFactory) {
this.bufferReaderFactory = bufferReaderFactory;
this.beanMappingFactory = beanMappingFactory;
}

@Override
public List<T> read() {
return null;
}
}

class ExcelItemReader<T> implements FileItemReader<T> {
@Override
public List<T> read() {
return null;
}
}

class JsonFileItemReader<T> implements FileItemReader<T> {
@Override
public List<T> read() {
return null;
}
}

interface JdbcItemReader<T> extends ItemReader<T> {

}

class JdbcCursorItemReader<T> implements JdbcItemReader<T> {
@Override
public List<T> read() {
return null;
}
}

class HibernateItemReader<T> implements JdbcItemReader<T> {
@Override
public List<T> read() {
return null;
}
}

interface Creator<T> {
ItemReader<T> create(String type);
}

class FileItemReaderFactory<T> implements Creator<T> {
private final BufferReaderFactory bufferReaderFactory;
private final BeanMappingFactory beanMappingFactory;

public FileItemReaderFactory(BufferReaderFactory bufferReaderFactory, BeanMappingFactory beanMappingFactory) {
this.bufferReaderFactory = bufferReaderFactory;
this.beanMappingFactory = beanMappingFactory;
}

@Override
public ItemReader<T> create(String fileName) {
if (fileName.endsWith("csv") || fileName.endsWith("txt")) {
 return new FlatFileItemReader<>(bufferReaderFactory, beanMappingFactory);
} else if (fileName.endsWith("xlsx") || fileName.endsWith("xls")) {
 return new ExcelItemReader<>();
} else if (fileName.endsWith("json")) {
 return new JsonFileItemReader<>();
} else {
 throw new IllegalArgumentException("不支持的数据库读取类型");
}
}
}

class JdbcItemReaderFactory<T> implements Creator<T> {
@Override
public ItemReader<T> create(String type) {
if(type.equals("jdbc")){
 return new JdbcCursorItemReader<>();
}else if (type.equals("hibernate")){
 return new HibernateItemReader<>();
}else {
 throw new IllegalArgumentException("不支持的数据库读取类型");
}
}
}

interface BufferReaderFactory {
BufferedReader create(Resource resource, String encoding);
}

interface BeanMappingFactory {
BeanPropertyMap create(Class<?> clazz, String lineData);
}

public static void main(String[] args) {
 String fileName = "test.xlsx";
 Creator<ReadTestEntity> creator = new FileItemReaderFactory<>();
 List<ReadTestEntity> read = creator.create(fileName).read();
}
</code></pre>
</li>
</ol>
<h3 id="总结">总结</h3>
通过上边的举例，工厂模式其实就是将较为复杂的类创建，统一的bean的生命周期，不同类型的类统一封装起来，为了代码的解偶。 
来源：https://www.cnblogs.com/MaC-Matthew/p/18941089

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