设计模式之六 --- 抽象工厂模式(Abstract Factory)

http://www.voidcn.com/article/p-mcofosod-ey.html

 

每个模式都是针对一定问题的解决方案。抽象工厂模式面对的问题是多产品等级结构的系统设计。
         在学习抽象工厂具体实例之前，应该明白两个重要的概念：产品族和产品等级。

         产品族：是指位于不同产品等级结构中，功能相关联的产品组成的家族。比如AMD的cpu和ADM芯片的主板，组成一个家族。Intel的cpu和Intel芯片的主板，又组成一个家族。而这两个家族都来自于两个产品等级：cpu，主板。一个等级结构是由相同的结构的产品组成，示意图如下：

 理解这个产品结构是理解抽象工厂模式的关键所在，从上图可以看出，抽象工厂模式的每个工厂创造出来的都是一族产品，而不是一个或者一组。组是可以随意组合的！其实工厂方法模式和抽象工厂模式就这点点差别。

【1】基本概念

         抽象工厂模式是提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体类。

【2】简单分析

我们先看一下抽象工厂模式的UML结构图：

上图是 Abstract Factory 模式结构图，让我们可以进行更加方便的描述：

1. AbstractProduct: 抽象产品，它们都有可能有两种不同的实现。
2. ConcreteProduct:包括ProductA和ProductB， 对两个抽象产品的具体分类的实现。
3. AbstractFactory: 抽象工厂接口，它里面应该包含所有的产品创建的抽象方法。
4. ConcreteFactory: 包括ConcreteFactoryA和ConcreteFactoryB，具体的工厂，创建具有特定实现的产品对象。

【3】如何用java语言来实现该模式
背景：用一个分别对不同数据库(Oracle 或 sql Server)中表( User 和 Department )的操作的实例来展示该设计模式。先看下代码的结构图：

3.1 首先定义两个抽象的产品类：IUser.java 和 IDepartment.java。

IUser.java的源码：

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1. package com.andyidea.patterns.abstractproduct;  
2.   
3. /**  
4.  * 抽象产品角色:User接口  
5.  * @author Andy.Chen  
6.  *  
7.  */  
8. public interface IUser {  
9.   
10. }  

package com.andyidea.patterns.abstractproduct;

/**
 * 抽象产品角色:User接口
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public interface IUser {

}

IDepartment.java源码：

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1. package com.andyidea.patterns.abstractproduct;  
2.   
3. /**  
4.  * 抽象产品角色:Department接口  
5.  * @author Andy.Chen  
6.  *  
7.  */  
8. public interface IDepartment {  
9.   
10. }  

package com.andyidea.patterns.abstractproduct;

/**
 * 抽象产品角色:Department接口
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public interface IDepartment {

}

3.2 定义抽象工厂类：IDBFactory.java

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1. package com.andyidea.patterns.abstractfactory;  
2.   
3. import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IDepartment;  
4. import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IUser;  
5.   
6. /**  
7.  * 抽象工厂角色:工厂接口  
8.  * @author Andy.Chen  
9.  *  
10.  */  
11. public interface IDBFactory {  
12.   
13.     public IUser createuser();  
14.     public IDepartment createDepartment();  
15. }  

package com.andyidea.patterns.abstractfactory;

import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IDepartment;
import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IUser;

/**
 * 抽象工厂角色:工厂接口
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public interface IDBFactory {

	public IUser createuser();
	public IDepartment createDepartment();
}

3.3创建具体产品角色类：OracleOfUser.java；OracleOfDepartment.java；sqlServerOfUser.java；sqlServerOfDepartment.java。分别继承IUser.java和IDepartment.java。

OracleOfUser.java源码：

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1. package com.andyidea.patterns.concreteproduct;  
2.   
3. import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IUser;  
4.   
5. /**  
6.  * 具体产品角色:Oracle中的User  
7.  * @author Andy.Chen  
8.  *  
9.  */  
10. public class OracleOfUser implements IUser{  
11.       
12.     public OracleOfUser(){  
13.         System.out.println("Oracle工厂:在Oracle中操作User表.");  
14.     }  
15.   
16. }  

package com.andyidea.patterns.concreteproduct;

import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IUser;

/**
 * 具体产品角色:Oracle中的User
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class OracleOfUser implements IUser{
	
	public OracleOfUser(){
		System.out.println("Oracle工厂:在Oracle中操作User表.");
	}

}

OracleOfDepartment.java源码：

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1. package com.andyidea.patterns.concreteproduct;  
2.   
3. import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IDepartment;  
4.   
5. /**  
6.  * 具体产品角色:Oracle中的Department  
7.  * @author Andy.Chen  
8.  *  
9.  */  
10. public class OracleOfDepartment implements IDepartment{  
11.       
12.     public OracleOfDepartment(){  
13.         System.out.println("Oracle工厂:在Oracle中操作Department表.");  
14.     }  
15.   
16. }  

package com.andyidea.patterns.concreteproduct;

import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IDepartment;

/**
 * 具体产品角色:Oracle中的Department
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class OracleOfDepartment implements IDepartment{
	
	public OracleOfDepartment(){
		System.out.println("Oracle工厂:在Oracle中操作Department表.");
	}

}

sqlServerOfUser.java源码：

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1. package com.andyidea.patterns.concreteproduct;  
2.   
3. import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IUser;  
4.   
5. /**  
6.  * 具体产品角色:sql Server中的User  
7.  * @author Andy.Chen  
8.  *  
9.  */  
10. public class sqlServerOfUser implements IUser{  
11.       
12.     public sqlServerOfUser(){  
13.         System.out.println("sql Server工厂:在sql Server中操作User表.");  
14.     }  
15.   
16. }  

package com.andyidea.patterns.concreteproduct;

import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IUser;

/**
 * 具体产品角色:sql Server中的User
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class sqlServerOfUser implements IUser{
	
	public sqlServerOfUser(){
		System.out.println("sql Server工厂:在sql Server中操作User表.");
	}

}

sqlServerOfDepartment.java源码：

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1. package com.andyidea.patterns.concreteproduct;  
2.   
3. import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IDepartment;  
4.   
5. /**  
6.  * 具体产品角色:sql Server中的Department  
7.  * @author Andy.Chen  
8.  *  
9.  */  
10. public class sqlServerOfDepartment implements IDepartment{  
11.       
12.     public sqlServerOfDepartment(){  
13.         System.out.println("sql Server工厂:在sql Server中操作Department表.");  
14.     }  
15.   
16. }  

package com.andyidea.patterns.concreteproduct;

import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IDepartment;

/**
 * 具体产品角色:sql Server中的Department
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class sqlServerOfDepartment implements IDepartment{
	
	public sqlServerOfDepartment(){
		System.out.println("sql Server工厂:在sql Server中操作Department表.");
	}

}

3.4 创建具体工厂类：OracleFactory.java和sqlServerFactory.java。

OracleFactory.java源码：

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1. package com.andyidea.patterns.concretefactory;  
2.   
3. import com.andyidea.patterns.abstractfactory.IDBFactory;  
4. import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IDepartment;  
5. import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IUser;  
6. import com.andyidea.patterns.concreteproduct.OracleOfDepartment;  
7. import com.andyidea.patterns.concreteproduct.OracleOfUser;  
8.   
9. /**  
10.  * 具体工厂角色:Oracle工厂  
11.  * @author Andy.Chen  
12.  *  
13.  */  
14. public class OracleFactory implements IDBFactory{  
15.   
16.     @Override  
17.     public IUser createuser() {  
18.         return new OracleOfUser();  
19.     }  
20.   
21.     @Override  
22.     public IDepartment createDepartment() {  
23.         return new OracleOfDepartment();  
24.     }  
25.   
26. }  

package com.andyidea.patterns.concretefactory;

import com.andyidea.patterns.abstractfactory.IDBFactory;
import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IDepartment;
import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IUser;
import com.andyidea.patterns.concreteproduct.OracleOfDepartment;
import com.andyidea.patterns.concreteproduct.OracleOfUser;

/**
 * 具体工厂角色:Oracle工厂
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class OracleFactory implements IDBFactory{

	@Override
	public IUser createuser() {
		return new OracleOfUser();
	}

	@Override
	public IDepartment createDepartment() {
		return new OracleOfDepartment();
	}

}

sqlServerFactory.java源码：

[html] view plain copy print ?

1. package com.andyidea.patterns.concretefactory;  
2.   
3. import com.andyidea.patterns.abstractfactory.IDBFactory;  
4. import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IDepartment;  
5. import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IUser;  
6. import com.andyidea.patterns.concreteproduct.sqlServerOfDepartment;  
7. import com.andyidea.patterns.concreteproduct.sqlServerOfUser;  
8.   
9. /**  
10.  * 具体工厂角色:sql Server工厂  
11.  * @author Andy.Chen  
12.  *  
13.  */  
14. public class sqlServerFactory implements IDBFactory{  
15.   
16.     @Override  
17.     public IUser createuser() {  
18.         return new sqlServerOfUser();  
19.     }  
20.   
21.     @Override  
22.     public IDepartment createDepartment() {  
23.         return new sqlServerOfDepartment();  
24.     }  
25.   
26. }  

package com.andyidea.patterns.concretefactory;

import com.andyidea.patterns.abstractfactory.IDBFactory;
import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IDepartment;
import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IUser;
import com.andyidea.patterns.concreteproduct.sqlServerOfDepartment;
import com.andyidea.patterns.concreteproduct.sqlServerOfUser;

/**
 * 具体工厂角色:sql Server工厂
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class sqlServerFactory implements IDBFactory{

	@Override
	public IUser createuser() {
		return new sqlServerOfUser();
	}

	@Override
	public IDepartment createDepartment() {
		return new sqlServerOfDepartment();
	}

}

3.5 客户端测试类：AbstractFactoryClient.java

[html] view plain copy print ?

1. package com.andyidea.patterns.client;  
2.   
3. import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IDepartment;  
4. import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IUser;  
5. import com.andyidea.patterns.concretefactory.OracleFactory;  
6. import com.andyidea.patterns.concretefactory.sqlServerFactory;  
7.   
8. /**  
9.  * 抽象工厂测试类  
10.  * @author Andy.Chen  
11.  *  
12.  */  
13. public class AbstractFactoryClient {  
14.   
15.     public static void main(String[] args) {  
16.           
17.         System.out.println("Welcome to Andy.Chen Blog!" +"\n"   
18.                    +"Abstract Factory Patterns." +"\n"  
19.                    +"-------------------------------");  
20.           
21.         IUser oracleUser,sqlUser;  
22.         IDepartment oracleDept,sqlDept;  
23.         OracleFactory of = new OracleFactory();  
24.         sqlServerFactory sf = new sqlServerFactory();  
25.           
26.         oracleUser = of.createuser();  
27.         oracleDept = of.createDepartment();  
28.         sqlUser = sf.createuser();  
29.         sqlDept = sf.createDepartment();  
30.     }  
31. }  

package com.andyidea.patterns.client;

import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IDepartment;
import com.andyidea.patterns.abstractproduct.IUser;
import com.andyidea.patterns.concretefactory.OracleFactory;
import com.andyidea.patterns.concretefactory.sqlServerFactory;

/**
 * 抽象工厂测试类
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class AbstractFactoryClient {

	public static void main(String[] args) {
		
		System.out.println("Welcome to Andy.Chen Blog!" +"\n" 
		           +"Abstract Factory Patterns." +"\n"
		           +"-------------------------------");
		
		IUser oracleUser,sqlUser;
		IDepartment oracleDept,sqlDept;
		OracleFactory of = new OracleFactory();
		sqlServerFactory sf = new sqlServerFactory();
		
		oracleUser = of.createuser();
		oracleDept = of.createDepartment();
		sqlUser = sf.createuser();
		sqlDept = sf.createDepartment();
	}
}

【4】程序运行结果：

[html] view plain copy print ?

1. Welcome to Andy.Chen Blog!  
2. Abstract Factory Patterns.  
3. -------------------------------  
4. Oracle工厂:在Oracle中操作User表.  
5. Oracle工厂:在Oracle中操作Department表.  
6. sql Server工厂:在sql Server中操作User表.  
7. sql Server工厂:在sql Server中操作Department表.  

Welcome to Andy.Chen Blog!
Abstract Factory Patterns.
-------------------------------
Oracle工厂:在Oracle中操作User表.
Oracle工厂:在Oracle中操作Department表.
sql Server工厂:在sql Server中操作User表.
sql Server工厂:在sql Server中操作Department表.

【5】总结

抽象工厂模式优点：

第一，易于交换产品系列，由于具体工厂类，例如IDBFactory factory = new OracleFactory()，在一个应用中只需要在初始化的时候出现一次，这就使得改变一个应用的具体工厂变得非常容易，它之需要改变具体工厂即可使用不同的产品配置。 第二，它让具体的创建实例与客户端分离，客户端是通过它们的抽象接口操纵实例，产品的具体类名也被具体工厂的实现分离，不会出现在客户端代码中。