工厂设计模式（Factory Pattern）

1. 什么是工厂模式？

工厂模式：将对象的创建过程交给一个统一的工厂管理，使用者不需要自己 new 对象，而是通过工厂获取需要的对象。

简单理解：

不让业务代码负责创建对象，而是把创建对象的逻辑集中到工厂中统一管理。

2. 为什么需要工厂模式？

如果没有工厂：

Circle circle = new Circle();

Rectangle rectangle = new Rectangle();

Square square = new Square();

业务代码需要知道：

有哪些实现类
如何创建对象
创建对象需要哪些参数

当对象越来越多时：

业务代码

 ↓

创建 Circle

创建 Rectangle

创建 Square

创建其他实现类

会导致：

创建逻辑分散
代码耦合严重
后续新增实现需要修改大量代码

使用工厂后：

业务代码

   |
   | 获取对象
   ↓

  工厂

   |
   | 根据需求创建
   ↓

具体对象

业务代码只需要关心：

我要什么对象。

不需要关心：

对象怎么创建。

3. Demo

定义接口

public interface Shape {

    void draw();

}

实现类

public class Circle implements Shape {

    @Override
    public void draw() {

        System.out.println("Drawing a circle");

    }
}

public class Rectangle implements Shape {

    @Override
    public void draw() {

        System.out.println("Drawing a rectangle");

    }
}

public class Square implements Shape {

    @Override
    public void draw() {

        System.out.println("Drawing a square");

    }
}

创建工厂

工厂负责根据用户需求创建对应对象：

public class ShapeFactory {


    public static final String CIRCLE = "CIRCLE";

    public static final String RECTANGLE = "RECTANGLE";

    public static final String SQUARE = "SQUARE";


    public static Shape getShape(String type) {


        switch(type){

            case CIRCLE:

                return new Circle();


            case RECTANGLE:

                return new Rectangle();


            case SQUARE:

                return new Square();


            default:

                return null;
        }

    }
}

使用工厂

业务代码：

public class Main {


    public static void main(String[] args) {


        Shape shape =
            ShapeFactory.getShape(
                ShapeFactory.CIRCLE
            );


        shape.draw();

    }

}

输出：

Drawing a circle

业务代码不需要：

new Circle();

只需要告诉工厂：

我要 Circle

4. 什么时候使用工厂模式？

判断标准：

当一个对象存在多个实现，并且未来可能扩展时，就适合使用工厂模式。

例如：

现在支持：

注册中心：

Nacos

Zookeeper

Eureka

序列化：

JSON

Hessian

Protobuf

如果业务代码直接创建：

new NacosRegistry();

new JsonSerializer();

那么代码会和具体实现绑定。

以后增加：

Consul注册中心

Kryo序列化

业务代码需要大量修改。

使用工厂：

业务代码

   |
   |
   ↓

RegistryFactory

   |
   |
   ↓

NacosRegistry

ZookeeperRegistry

EurekaRegistry

新增实现只需要：

增加实现类
修改工厂配置

业务代码无需变化。

5. 常见应用场景

① IOC 容器

Spring IOC 本质就是一个大型工厂。

例如：

UserService userService =
        applicationContext.getBean(
            "userService"
        );

看起来：

获取对象

实际上：

IOC容器

      |
      |
      ↓

根据beanName

      |
      |
      ↓

创建/获取对应Bean

IOC 容器维护：

beanName  ->  bean对象

这个 Map 本质上就是一个对象工厂。

② RPC 框架

RPC 中：

客户端需要：

注册中心
序列化方式
负载均衡策略
容错策略

例如：

注册中心：

Nacos

Zookeeper

序列化：

JSON

Protobuf

如果直接：

new JsonSerializer();

代码会和实现绑定。

使用工厂：

SerializerFactory

        |
        |
        ↓

JsonSerializer

ProtobufSerializer

根据配置选择：

serializer=json

自动创建：

JsonSerializer

③ 组件开发

在开发通用组件时，经常不知道用户最终使用哪一种实现。

例如：

重试组件：

RetryFactory

      |
      |
      ↓

FixedRetry

ExponentialRetry

RandomRetry

用户只需要：

Retry retry =
    RetryFactory.create("fixed");

组件内部负责对象创建。

6. 工厂模式通常和什么一起使用？

工厂模式很少单独出现。

工厂 + 单例

例如：

Spring Bean：

第一次创建对象

↓

缓存

↓

以后直接返回

避免重复创建。

工厂 + 策略模式

例如：

支付系统：

PaymentFactory

        |
        |
        ↓

支付宝策略

微信策略

银行卡策略

工厂负责：

选择哪个对象。

策略负责：

对象具体执行逻辑。

7. 总结

工厂模式解决的问题：

对象太多，不希望业务代码直接创建和管理对象。

核心思想：

业务代码

    ↓

   工厂

    ↓

具体对象

使用场景：

一个接口多个实现
对象创建复杂
需要根据配置动态选择对象
未来可能扩展新的实现

一句话总结：

工厂模式就是把对象创建过程集中管理，让业务代码只关注使用对象，而不用关心对象如何创建。