本文主要介绍抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern），它的定义是：“提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类。”。

1. 模式介绍

工厂模式（Factory Design Pattern）是一种极为常用的用于创建对象的设计模式，在绝大部份开源框架中都有最佳实践，最为人所知的大概就是 Spring 的 BeanFactory 了。

工厂模式属于创建型模式，事实上它有三种不同的实现方式：简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式。

本文主要介绍抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern），它的定义是：“提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类。”。

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版，在抽象工厂模式中，抽象工厂接口有若干个方法需要具体工厂类实现。换言之，抽象工厂模式中的工厂类可以创建多个对象，同时这多个对象没有继承、实现接口的关系。

2. 应用场景

抽象工厂模式适用的场景是：一类对象，或者是一类没有具体关系的对象，如果拥有着相同的约束，那么就可以使用抽象工厂模式。

本段话摘自《设计模式之禅》（第2版）9.3.3 抽象工厂模式的使用场景

3. 类图

抽象工厂方法模式中有四种角色：

• 抽象产品（IProduct）：描述了工厂创建的所有对象的抽象接口
• 具体产品（Concrete Product）：工厂创建的具体实例，实现了抽象产品接口
• 抽象工厂（Abstract Factory）：描述了工厂创建具体产品的方法，任何用来创建具体产品的工厂类必须实现该接口
• 具体工厂（Concrete Factory）：创建具体产品的具体工厂类，实现了抽象工厂，描述了创建某个指定类型的具体产品的过程

这四种角色与工厂方法模式是一样的，但是抽象工厂模式与工厂方法模式的区别就在于：抽象工厂模式中，一个工厂可以创建多种类型的对象，而工厂方法模式中，一个工厂只能创建一种类型的对象。

4. 实现方式

下面基于一个简单的场景来展示抽象工厂模式的实现方式。

引用介绍工厂方法模式中的那个示例场景，目前已经有 IPhone、Huawei 两大手机品牌以及用来创建这两种手机品牌的手机工厂： IPhoneFactory 和 HuaweiFactory 。

假设现在又多加了一个需要创建耳机的需求，先来定义耳机接口，它有一个播放音乐的方法：

public interface HeadSet {
    void playMusic();
}

然后创建 IPhone 和 HuaWei 对象分别对应的耳机配件—— AirPods 和 FreeBuds，实现 HeadSet 耳机接口。

public class AirPods implements HeadSet {
    @Override
    public void playMusic() {
        System.out.println("AirPods...好像还挺好用？");
    }
}

public class FreeBuds implements HeadSet {
    @Override
    public void playMusic() {
        System.out.println("华为蓝牙耳机...好像丑一点？");
    }
}

随后定义新的抽象工厂，它有两个方法，一个是用来创建手机，一个是用来创建耳机。

public interface NewPhoneFactory {

    /**
     * 获得手机对象的接口方法
     * @return Phone
     */
    Phone getPhone();

    /**
     * 获得耳机的接口方法
     * @return
     */
    HeadSet getHeadSet();
}

IPhone 和 Huawei 的具体工厂类也就比较清晰了，如下所示：

public class NewIPhoneFactory implements NewPhoneFactory {
    @Override
    public Phone getPhone() {
        return new IPhone();
    }

    @Override
    public HeadSet getHeadSet() {
        return new AirPods();
    }
}

public class NewHuaWeiFactory implements NewPhoneFactory {
    @Override
    public Phone getPhone() {
        return new HuaWei();
    }

    @Override
    public HeadSet getHeadSet() {
        return new FreeBuds();
    }
}

最后，我们编写一些代码来测试抽象工厂。

public static void main(String[] args) {
    NewIPhoneFactory iPhoneFactory = new NewIPhoneFactory();
    // 获得手机对象
    Phone iPhone = iPhoneFactory.getPhone();
    iPhone.takePhotos();
    // 获得耳机对象
    HeadSet airPods = iPhoneFactory.getHeadSet();
    airPods.playMusic();
}

// 输出
// IPhone...魔鬼前置
// AirPods...好像还挺好用？

5. 优缺点

最后，照例来说说抽象工厂模式的优缺点。

抽象工厂模式的优点：

• 具体工厂类可以创建一个产品家族中的多个类型对象
• 有良好的封装性，将客户端与创建具体产品的逻辑解耦

抽象工厂模式的缺点：

• 拓展性较差，违反开闭原则。若上述的示例中又新增一个创建充电器的方法，所有抽象工厂都需要新增这个方法。

6. 小结

本文描述了抽象工厂模式的定义、应用场景、类图、实现方式以及优缺点。

7. 参考资料

• 《设计模式之禅》（第2版）

最后，本文收录于个人语雀知识库: 我所理解的后端技术，欢迎来访。