工厂模式（Factory Pattern）：掌控对象创建的艺术

✨ 模式简介
工厂模式是一种创建型设计模式，它定义了一个创建对象的接口，但将具体实例化的工作推迟到子类。
就像现实中的工厂生产产品一样，它把new操作封装起来，让代码更加灵活可扩展。

📦 应用场景

需要创建多种相似对象（如不同数据库连接）
对象创建过程复杂（需要多步初始化）
需要统一管理对象生命周期
希望隐藏具体实现类（如JDBC驱动加载）
Spring框架的BeanFactory
日志框架的LoggerFactory

🧠 核心实现思路

定义产品接口（抽象产品）
创建具体产品类
定义工厂接口（抽象工厂）
实现具体工厂类
客户端通过工厂获取对象，而非直接new

🧱 工厂模式的多种实现方式

1. 简单工厂（静态工厂）

public class PizzaFactory {
    public static Pizza createPizza(String type) {
        switch (type) {
            case "cheese": return new CheesePizza();
            case "pepperoni": return new PepperoniPizza();
            default: throw new IllegalArgumentException("Unknown pizza type");
        }
    }
}

✅ 优点：实现简单
❌ 缺点：违反开闭原则，新增类型需修改工厂

2. 工厂方法模式（推荐）

public interface PizzaFactory {
    Pizza createPizza();
}

public class NYPizzaFactory implements PizzaFactory {
    @Override
    public Pizza createPizza() {
        return new NYStyleCheesePizza();
    }
}

✅ 优点：符合开闭原则，扩展性强
❌ 缺点：类数量增加

3. 抽象工厂模式（产品族）

public interface GUIFactory {
    Button createButton();
    Checkbox createCheckbox();
}

public class WinFactory implements GUIFactory {
    @Override
    public Button createButton() {
        return new WinButton();
    }
    // 其他产品创建方法...
}

✅ 优点：能创建相关对象族
❌ 缺点：系统复杂度高

💎 最佳实现推荐

静态工厂 + 注册表（Spring风格）

public class BeanFactory {
    private static final Map<String, Supplier<Object>> registry = new HashMap<>();
    
    static {
        registry.put("userService", UserService::new);
        registry.put("orderService", OrderService::new);
    }
    
    public static Object getBean(String name) {
        return registry.get(name).get();
    }
}

枚举工厂（线程安全）

public enum LoggerFactory {
    FILE {
        public Logger create() { return new FileLogger(); }
    },
    CONSOLE {
        public Logger create() { return new ConsoleLogger(); }
    };
    
    public abstract Logger create();
}

💣 常见问题与解决方案

问题1：如何避免工厂类膨胀？

✅ 解决方案：
使用Map维护创建逻辑，如Spring的BeanDefinitionRegistry

问题2：如何支持动态扩展？

✅ 解决方案：
结合SPI机制（ServiceLoader）或反射

问题3：循环依赖如何处理？

✅ 解决方案：

使用三级缓存（参考Spring）
改为Setter注入

📊 模式对比

模式类型	灵活性 (1-3★)	复杂度 (1-3★)	适用场景
简单工厂	⭐⭐☆	⭐☆☆	固定类型少量变化
工厂方法	⭐⭐⭐	⭐⭐☆	需要扩展的子类体系
抽象工厂	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐	相关产品族创建

📚 实际应用案例

JDBC中的工厂模式

Connection conn = DriverManager.getConnection(url);
// DriverManager就是连接工厂

Spring框架

@Bean
public DataSource dataSource() {
    return new HikariDataSource(); // 数据源工厂
}

Java集合框架

List<String> list = Collections.unmodifiableList(originalList);
// Collections是集合装饰器的工厂

🎯 总结建议

优先选择：工厂方法模式（符合开闭原则）
性能考量：对高频创建对象使用对象池
框架整合：Spring中优先使用@Bean注解
避免滥用：简单对象直接new更清晰
设计原则：依赖抽象（工厂接口），而非具体实现

Java设计模式-工厂模式