Java 工厂模式详解：从简单工厂到工厂方法

掌握对象创建的”封装”思想，是设计模式的第一道门

引言

工厂模式是 Java 后端面试出场率最高的设计模式之一。它的核心不是”造对象”，而是把创建对象的逻辑封装起来，让客户端只关心”用什么”不关心”怎么造”。

简单工厂和工厂方法名字像但本质不同——一个靠条件分支，一个靠多态。

1. 简单工厂：一个工厂搞定所有

结构：

• 抽象产品接口（Shape）：定义公共方法
• 具体产品类（Circle、Rectangle、Square）：实现接口
• 工厂类（ShapeFactory）：根据参数决定创建哪种产品

完整代码：

// 1. 抽象产品接口
interface Shape {
    void draw();
}

// 2. 具体产品类
class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画一个圆形");
    }
}

class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画一个矩形");
    }
}

class Square implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画一个正方形");
    }
}

// 3. 工厂类
class ShapeFactory {
    public Shape getShape(String shapeType) {
        if (shapeType == null) return null;
        if (shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")) return new Circle();
        if (shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")) return new Rectangle();
        if (shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")) return new Square();
        return null;
    }
}

// 4. 客户端测试
public class FactoryPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeFactory factory = new ShapeFactory();
        Shape shape1 = factory.getShape("CIRCLE"); shape1.draw();
        Shape shape2 = factory.getShape("RECTANGLE"); shape2.draw();
        Shape shape3 = factory.getShape("SQUARE"); shape3.draw();
    }
}

运行结果：

画一个圆形
画一个矩形
画一个正方形

2. 工作流程

1. 客户端传入类型字符串（如 "CIRCLE"）
2. 工厂类根据字符串判断要造哪个对象
3. 工厂内部 if-else 实例化对应产品
4. 返回抽象产品引用（客户端只持有 Shape，不知道具体是哪个类）
5. 客户端调用 draw() 完成业务

核心价值：客户端只依赖抽象产品和工厂，不依赖具体类。

3. 优缺点

优点：

• 解耦：客户端不接触 new Circle() 这类具体创建代码
• 集中管理：所有创建逻辑在一个类里，方便排查

缺点（致命）：

• 违反开闭原则：新增产品必须修改 ShapeFactory 的 if-else
• 工厂类膨胀：产品多了 if-else 臃肿难维护
• 扩展性差：每次加产品都改老代码

4. 工厂方法：每个产品配独立工厂

简单工厂的问题：所有产品创建逻辑堆在一个类里。

工厂方法的解法：为每种产品提供一个独立工厂子类。

新增图形（如三角形）时：

• 简单工厂：修改 ShapeFactory.getShape 的 if-else
• 工厂方法：新增 TriangleFactory 类，不修改任何已有代码

关键差异：

维度	简单工厂	工厂方法
工厂类数量	1 个	每个产品一个
新增产品	改老代码	加新工厂类
开闭原则	违反	遵守
复杂度	低	略高
适用规模	产品少且稳定	产品会扩展

5. 实际应用场景

工厂模式在 JDK 源码里到处都是：

• Calendar.getInstance() ——根据 locale 返回不同日历实现
• NumberFormat.getInstance() ——根据 locale 返回不同数字格式
• Connection.getConnection() (JDBC) ——根据 URL 返回不同数据库连接

**这些都不是”简单工厂”**——它们都是工厂方法模式，因为产品族会扩展（新增数据库驱动、新增 locale）。

总结

工厂模式 = 封装对象创建。

• 简单工厂：一个工厂类 + if-else，适合产品少且稳定
• 工厂方法：每个产品配独立工厂，遵守开闭原则，适合产品会扩展

面试回答模板：

1. 先讲简单工厂（入口简单）
2. 点出简单工厂的缺点（违反开闭）
3. 引出工厂方法的改进（多态代替条件分支）
4. 举一个 JDK 实际例子（Calendar.getInstance()）

下一步：用同样的”封装创建”思想学抽象工厂模式——处理”产品族”（如一整套 UI 组件：按钮+文本框+滚动条）。

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