深入浅出设计模式：工厂系列

在软件系统中，经常面临着创建对象的工作。由于需求的变化，需要创建的对象的具体类型经常变化。如何应对这种变化？如何绕过常规的对象创建方法(new)，提供一种“封装机制”来避免客户程序和这种“具体对象创建工作”的紧耦合？

创建型设计模式正是为了处理这类问题：

• 简单工厂模式（Simple Factory）
• 工厂方法模式（Factory Method）
• 抽象工厂模式（Abstract Factory）
• 建造者模式（Builder）
• 原型模式（Prototype）

篇幅有限，这里简要介绍一下你问题中的三种模式。

简单工厂模式

简单工厂模式并不属于GOF定义的23种设计模式。它本质是一个静态方法，利用静态方法做一层函数抽象，将对象的创建与使用相分离。

它最大的作用是，把工程中相似的创建逻辑统一封装到Factory中，让代码更加内聚，避免创建蔓延。

优点

• 将对象的使用与创建相分离，符合单一职责原则
• 通过封装解决了代码重复、创建蔓延的问题
• 降低客户程序获取对象的成本

缺点

• 无法使用多态机制（静态方法无法重写），灵活性欠佳
• 新增“Product类型”需要修改源码（增加if-else分支），不符合开闭原则
• 多写一个工厂类（Factory并非实际业务需要，而是被设计用来承接“对象创建”职责，属于设计上的代价）

工厂方法模式

对于简单工厂模式而言，新增一个Product类就需要修改Factory类，不符合开闭原则。工厂方法模式就是为了解决这个问题。它的办法很简单，多态。但它不是直接让Product支持多态，而是抽象出一层Factory。

工厂方法的本质是，将Product的新增转换为Factory子类的新增，再利用多态消解if-else。

相比简单工厂，多了一层Factory抽象

这样做的好处是，将简单工厂模式的纵向扩展转变为横向扩展，而对于面向对象来说，横向扩展正是它的强项！

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

从更高的角度看，工厂方法模式是非常符合SOLID中的依赖倒置原则的：

优点

• 符合开闭原则（用增量的方式代替修改），新增子类型不需要修改现有的代码，具有很强的可扩展性。
• 符合依赖倒置原则，依赖抽象可以让代码更稳定，同时对高层模块和低层模块进行解耦。

缺点

• 在添加新的Product时，不仅要编写Product的具体实现，还要提供对应的Factory，系统中类的个数将成倍增加，增加了系统复杂度，给系统的编译和运行带来额外开销。
• 抽象层的引入，增加了理解难度。

抽象工厂模式

工厂方法模式已经这么灵活了，抽象工厂模式还有什么改善的空间呢？

以DB查询为例。

通过引入IConnectionFactory和ICommandFactory，我们把Connection和Command的创建过程隔离到了Factory实现中，优先保证UserDao侧代码的稳定。同时，IConnectionFactory和ICommandFactory作为抽象层，将高层模块和低层模块的进行了解耦，方便后续其他数据库连接类型的接入。

但在这个案例中，工厂方法模式仍然存在不足之处：

• 会产生较多的Factory（次要）
• Connection和Command之间的关系较弱（重点）

什么叫Connection与Command之间的关系较弱？低耦合不正是我们的追求吗？确实，在实际开发中我们应该追求低耦合，但完整的说法是：低耦合，高内聚。对于Connection和Command而言，显然它们之间存在很强的对应关系，比如MysqlConnection只能搭配MysqlCommand，如果传入OracleCommand会导致数据库连接错误。从另一个角度来说，将Connection和Command拆分为两个Factory，其实是把“装配”的工作丢给了调用者，这无疑增加了调用者的心智负担，因为他们可能根本不知道如何组合使用这些对象。

为了让这种依赖关系更为内聚，抽象工厂模式出现了：

UserDao只需要依赖IDbFactory，而不是IConnectionFactory、ICommandFactory，后期要切换到Oracle，只需要把MySQLDbFactory换成OracleDbFactory，做到一键切换，而不是分别切换ConnectionFactory和CommandFactory。

抽象工厂模式强调的是配套地构建一系列相互依赖的对象，强调对象之间的关联性。此时，将这些方法拆分到不同类中反而不符合高内聚原则，甚至增加编写成本和使用者的心智负担。

工厂方法模式可以看做抽象工厂模式的一个特例：只有一个工厂方法的抽象工厂。

优点

• 提供成套的接口创建对象。这一系列接口产生的对象属于同一产品族，通过切换抽象工厂便能很方便地切换产品族

缺点：

• 不利于扩展新的产品类型

注意，这里说的是不利于增加新的产品类型，而不是工厂类型。

很容易增加新的工厂：小米家族

对于接口来说，新增createComputer是灾难性的

我们之所以要依赖抽象，就是因为它稳定。当一个原本稳定的东西发生了变化，带来的震动往往比原本变化的东西更加剧烈。这个变化就像往原本平静的湖中心丢入一颗小石子，激起的涟漪会一层层向外扩散，影响到周围的一切！所以，在使用抽象工厂模式之前，务必仔细辨别后续扩展的方向，到底是沿着横向扩展，还是纵向扩展。如果是纵向的，那就不适合使用抽象工厂模式。

设计模式是美妙的，但并非完美。如果你所谓的“完美”，指的是“能够应对各种场景及其后续扩展”，那么很遗憾，GOF 23种设计模式都是不完美的，它们都只是针对某个特定场景的解决方法。当我们需要扩展产品类型时，意味着已经不是之前的场景了，那么模式失效也就在所难免！这就是设计模式的倾向性。

别光收藏呀，点个赞朋友