Java 设计模式实战系列—工厂模式

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在 Java 开发中，对象的创建是一个常见的场景，如果对象的创建和使用都写在一起，代码的耦合度高，也不利于后期的维护。我们可以使用工厂模式来解决这个问题，「工厂模式是一个创建型模式」，将对象的创建和使用分离开来，降低代码的耦合度，提高程序的可维护性和扩展性。

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工厂模式应用场景

• 调用方无需关注对象的创建过程，只需要直接调用即可。
• 具体子类的数目不确定，后续可能会新增或者减少子类的数量。对子类的使用不确定
• 调用方根据参数来调用对应的对象。

从多种支付种类说起

电商平台下单之后，支付需要可以选择不同的支付的方式，比如拼多多下单后，就会有以下的支付方式：

工厂模式定义:「定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行」。

创建支付接口以及实现类

首先定义一个支付接口，以及几个实现类，比如微信支付，支付宝支付：

// 支付接口 public interface Pay { void pay(); } // 支付宝支付 public class AliPay implements Pay{ @Override public void pay() { System.out.println("支付宝支付 ....."); } } // 微信支付 public class WechatPay implements Pay{ @Override public void pay() { System.out.println("微信支付 ....."); } } 

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没使用工厂模式之前，一个下单方法里面包含创建订单、支付、更新订单方法，所以代码都冗余到了一起:

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!public void order(int payType) { // 创建订单 // 省略代码...... // 根据type 调用不同的支付 Pay pay; if (payType == 1) { pay = new AliPay(); } else { pay = new WechatPay(); } // 调用支付 pay.pay(); // 更新状态 代码省略..... } 

以上代码耦合度很高，有以下几个缺点：

• 违反「单一职责原则」，对象的创建散落在多个地方，没有一个统一的地方处理对象创建，代码耦合度高。
• 代码可读性差，后续阅读代码难度增加。
• 难以扩展和修改，后续添加新的支付方法，或者更修支付方式，需要在多个地方修改代码，增加代码的维护成本。

引入工厂类

将 order 方法的支付代码抽取到工厂类中:

// 支付工厂类 public class PayFactory { public static Pay getPay(int payType) { Pay pay; if (payType == 1) { pay = new AliPay(); } else { pay = new WechatPay(); } return pay; } } 

经过重构之后的 order 方法，支付直接调用 PayFactory 工厂类，代码「逻辑更加清晰，可读性也更强了」:

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!public void order2(int payType) { // 创建订单 // 省略代码...... // 根据type 调用不同的支付 Pay pay = PayFactory.getPay(payType); // 调用支付 pay.pay(); // 更新状态 代码省略..... } 

• 引入工厂模式之后，代码有如下的优点： 实现对象的创建和使用解耦，调用方无需关注对象的创建，直接调用即可。增加的代码的可扩展性和灵活性，添加或者修改对象，只需要在工厂类修改即可，降低代码的维护成本。代码可读性大大增加。

「需要注意的是，上面示例类只有一个方法，仅仅是因为方便，还可以写其他方法，因为工厂模式重点是对象的创建，所以可以包含多个方法」。

工厂模式在 JDK 中的应用

工厂模式作为场景的一种设计模式，在 JDK 使用也比较广泛，这里就介绍几种使用示例。

Calendar.getInstance

Calendar 类提供了大量跟日期相关的功能代码，Calendar 是一个抽象类，通过调用 Calendar.getInstance() 来获取对象，最终会调用 createCalendar方法，来看一下源码：

从代码可以看出 getInstance 根据 TimeZone 和 Locale 的不同的，返回不同的 Calendar 子类对象，比如 BuddhistCalendar、JapaneseImperialCalendar。将对象的创建封装成一个工厂方法，调用只需要传递当时时区和地址，就能获取到对应的对象了，无需关心对象是如何创建的。

总结

• 在 Java 开发中如果将对象的创建和使用耦合在一起，不利于后期的维护，这就需要引入工厂模式。
• 工厂模式将对象的创建和使用分离，降低代码的耦合度。
• 定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
• 引入工厂模式之后，调用方无需关注对象的创建过程，根据传参调用对应的实例对象，后续新增或更新对象只需要修改工厂方法即可，降低代码的维护成本。

参考

• 「链接」
• 44 | 工厂模式（上）：我为什么说没事不要随便用工厂模式创建对象？-极客时间
• 76 | 开源实战一（上）：通过剖析Java JDK源码学习灵活应用设计模式-极客时间