概述

每一個(gè)模式都是針對(duì)一定問(wèn)題的解決方案。抽象工廠模式與工廠方法模式的最大區(qū)別就在于，工廠方法模式針對(duì)的是一個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)；而抽象工廠模式則需要面對(duì)多個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)。
　　在學(xué)習(xí)抽象工廠具體實(shí)例之前，應(yīng)該明白兩個(gè)重要的概念：產(chǎn)品族和產(chǎn)品等級(jí)。
　　所謂產(chǎn)品族，是指位于不同產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)中，功能相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品組成的家族。比如AMD的主板、芯片組、CPU組成一個(gè)家族，Intel的主板、芯片組、CPU組成一個(gè)家族。而這兩個(gè)家族都來(lái)自于三個(gè)產(chǎn)品等級(jí)：主板、芯片組、CPU。一個(gè)等級(jí)結(jié)構(gòu)是由相同的結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品組成，示意圖如下：

　　顯然，每一個(gè)產(chǎn)品族中含有產(chǎn)品的數(shù)目，與產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)的數(shù)目是相等的。產(chǎn)品的等級(jí)結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品族將產(chǎn)品按照不同方向劃分，形成一個(gè)二維的坐標(biāo)系。橫軸表示產(chǎn)品的等級(jí)結(jié)構(gòu)，縱軸表示產(chǎn)品族，上圖共有兩個(gè)產(chǎn)品族，分布于三個(gè)不同的產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)中。只要指明一個(gè)產(chǎn)品所處的產(chǎn)品族以及它所屬的等級(jí)結(jié)構(gòu)，就可以唯一的確定這個(gè)產(chǎn)品。
　　上面所給出的三個(gè)不同的等級(jí)結(jié)構(gòu)具有平行的結(jié)構(gòu)。因此，如果采用工廠方法模式，就勢(shì)必要使用三個(gè)獨(dú)立的工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)付這三個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)。由于這三個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)的相似性，會(huì)導(dǎo)致三個(gè)平行的工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)。隨著產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)的數(shù)目的增加，工廠方法模式所給出的工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)的數(shù)目也會(huì)隨之增加。如下圖：

抽象工廠模式結(jié)構(gòu)

抽象工廠模式是對(duì)象的創(chuàng)建模式，它是工廠方法模式的進(jìn)一步推廣。
　　假設(shè)一個(gè)子系統(tǒng)需要一些產(chǎn)品對(duì)象，而這些產(chǎn)品又屬于一個(gè)以上的產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)。那么為了將消費(fèi)這些產(chǎn)品對(duì)象的責(zé)任和創(chuàng)建這些產(chǎn)品對(duì)象的責(zé)任分割開(kāi)來(lái)，可以引進(jìn)抽象工廠模式。這樣的話，消費(fèi)產(chǎn)品的一方不需要直接參與產(chǎn)品的創(chuàng)建工作，而只需要向一個(gè)公用的工廠接口請(qǐng)求所需要的產(chǎn)品。
　　通過(guò)使用抽象工廠模式，可以處理具有相同（或者相似）等級(jí)結(jié)構(gòu)中的多個(gè)產(chǎn)品族中的產(chǎn)品對(duì)象的創(chuàng)建問(wèn)題。如下圖所示：

　　可以看出，每一個(gè)工廠角色都有兩個(gè)工廠方法，分別負(fù)責(zé)創(chuàng)建分屬不同產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品對(duì)象。

源代碼

/**
 * 處理器產(chǎn)品接口
 */
public interface Cpu {

    public void showMsg();

}

/**
 * 主板產(chǎn)品接口
 */
public interface Mainboard {

    public void showMsg();

}

/**
 * 具體的產(chǎn)品，intel處理器
 */
public class IntelCpu implements Cpu {
    @Override
    public void showMsg() {
        System.out.println("處理器：intel");
    }
}

/**
 * 具體的產(chǎn)品，amd處理器
 */
public class AmdCpu implements Cpu {
    @Override
    public void showMsg() {
        System.out.println("處理器：amd");
    }
}

/**
 * 具體的產(chǎn)品，intel主板
 */
public class IntelMainboard implements Mainboard {
    @Override
    public void showMsg() {
        System.out.println("主板：intel");
    }
}

/**
 * 具體的產(chǎn)品，amd主板
 */
public class AmdMainboard implements Mainboard {
    @Override
    public void showMsg() {
        System.out.println("主板：amd");
    }
}

/**
 * 抽象工廠
 */
public interface AbstractFactory {

    /**
     * 創(chuàng)建cpu
     * @return
     */
    public Cpu createCpu();

    /**
     * 創(chuàng)建主板
     * @return
     */
    public Mainboard createMainboard();

}

/**
 * 具體的工廠，amd產(chǎn)品族工廠
 */
public class AmdFactory implements AbstractFactory {
    @Override
    public Cpu createCpu() {
        return new AmdCpu();
    }

    @Override
    public Mainboard createMainboard() {
        return new AmdMainboard();
    }
}


/**
 * 具體的工廠，intel產(chǎn)品族工廠
 */
public class IntelFactory implements AbstractFactory {
    @Override
    public Cpu createCpu() {
        return new IntelCpu();
    }

    @Override
    public Mainboard createMainboard() {
        return new IntelMainboard();
    }
}

/**
 * 客戶(hù)端
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //amd工廠，若要生產(chǎn)intel的產(chǎn)品，只需在new 工廠時(shí)改為 new intelFactory即可
        AbstractFactory factory = new AmdFactory();
        Cpu cpu = factory.createCpu();
        Mainboard mainboard = factory.createMainboard();
        cpu.showMsg();
        mainboard.showMsg();
    }

}

抽象工廠的功能是為一系列相關(guān)對(duì)象或相互依賴(lài)的對(duì)象創(chuàng)建一個(gè)接口。一定要注意，這個(gè)接口內(nèi)的方法不是任意堆砌的，而是一系列相關(guān)或相互依賴(lài)的方法。比如上面例子中的主板和CPU，都是為了組裝一臺(tái)電腦的相關(guān)對(duì)象。不同的裝機(jī)方案，代表一種具體的電腦系列。

抽象工廠模式的起源

抽象工廠模式的起源或者最早的應(yīng)用，是用于創(chuàng)建分屬于不同操作系統(tǒng)的視窗構(gòu)建。比如：命令按鍵（Button）與文字框（Text)都是視窗構(gòu)建，在UNIX操作系統(tǒng)的視窗環(huán)境和Windows操作系統(tǒng)的視窗環(huán)境中，這兩個(gè)構(gòu)建有不同的本地實(shí)現(xiàn)，它們的細(xì)節(jié)有所不同。
　　在每一個(gè)操作系統(tǒng)中，都有一個(gè)視窗構(gòu)建組成的構(gòu)建家族。在這里就是Button和Text組成的產(chǎn)品族。而每一個(gè)視窗構(gòu)件都構(gòu)成自己的等級(jí)結(jié)構(gòu)，由一個(gè)抽象角色給出抽象的功能描述，而由具體子類(lèi)給出不同操作系統(tǒng)下的具體實(shí)現(xiàn)。

　
　
可以發(fā)現(xiàn)在上面的產(chǎn)品類(lèi)圖中，有兩個(gè)產(chǎn)品的等級(jí)結(jié)構(gòu)，分別是Button等級(jí)結(jié)構(gòu)和Text等級(jí)結(jié)構(gòu)。同時(shí)有兩個(gè)產(chǎn)品族，也就是UNIX產(chǎn)品族和Windows產(chǎn)品族。UNIX產(chǎn)品族由UNIX Button和UNIX Text產(chǎn)品構(gòu)成；而Windows產(chǎn)品族由Windows Button和Windows Text產(chǎn)品構(gòu)成。

系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品對(duì)象的創(chuàng)建需求由一個(gè)工程的等級(jí)結(jié)構(gòu)滿足，其中有兩個(gè)具體工程角色，即UnixFactory和WindowsFactory。UnixFactory對(duì)象負(fù)責(zé)創(chuàng)建Unix產(chǎn)品族中的產(chǎn)品，而WindowsFactory對(duì)象負(fù)責(zé)創(chuàng)建Windows產(chǎn)品族中的產(chǎn)品。這就是抽象工廠模式的應(yīng)用，抽象工廠模式的解決方案如下圖：

顯然，一個(gè)系統(tǒng)只能夠在某一個(gè)操作系統(tǒng)的視窗環(huán)境下運(yùn)行，而不能同時(shí)在不同的操作系統(tǒng)上運(yùn)行。所以，系統(tǒng)實(shí)際上只能消費(fèi)屬于同一個(gè)產(chǎn)品族的產(chǎn)品。

在現(xiàn)代的應(yīng)用中，抽象工廠模式的使用范圍已經(jīng)大大擴(kuò)大了，不再要求系統(tǒng)只能消費(fèi)某一個(gè)產(chǎn)品族了。因此，可以不必理會(huì)前面所提到的原始用意。

抽象工廠模式的優(yōu)點(diǎn)

分離接口和實(shí)現(xiàn)
　　客戶(hù)端使用抽象工廠來(lái)創(chuàng)建需要的對(duì)象，而客戶(hù)端根本就不知道具體的實(shí)現(xiàn)是誰(shuí)，客戶(hù)端只是面向產(chǎn)品的接口編程而已。也就是說(shuō)，客戶(hù)端從具體的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)中解耦。
使切換產(chǎn)品族變得容易
　　因?yàn)橐粋€(gè)具體的工廠實(shí)現(xiàn)代表的是一個(gè)產(chǎn)品族，比如上面例子的從Intel系列到AMD系列只需要切換一下具體工廠。

抽象工廠模式的缺點(diǎn)

不太容易擴(kuò)展新的產(chǎn)品
　　如果需要給整個(gè)產(chǎn)品族添加一個(gè)新的產(chǎn)品，那么就需要修改抽象工廠，這樣就會(huì)導(dǎo)致修改所有的工廠實(shí)現(xiàn)類(lèi)。

抽象工廠和工廠方法的區(qū)別

抽象工廠模式與工廠方法模式的最大區(qū)別就在于，工廠方法模式針對(duì)的是一個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)；而抽象工廠模式則需要面對(duì)多個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)。

在什么情況下應(yīng)當(dāng)使用抽象工廠模式：
這個(gè)系統(tǒng)的產(chǎn)品有多于一個(gè)的產(chǎn)品族，而系統(tǒng)只消費(fèi)其中某一族的產(chǎn)品。比如XX應(yīng)用系統(tǒng)有快捷版跟標(biāo)準(zhǔn)版兩個(gè)版本，這就是兩個(gè)產(chǎn)品族，而具體使用哪一個(gè)產(chǎn)品族是實(shí)施人員在部署的時(shí)候設(shè)置后臺(tái)參數(shù)來(lái)決定的。

同屬于同一個(gè)產(chǎn)品族的產(chǎn)品是在一起使用的，這一約束必須在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出來(lái)。比如：快捷版數(shù)據(jù)保存在XML文件中，而標(biāo)準(zhǔn)版數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。將UserDAO和DeptDAO看作是這兩個(gè)版本（產(chǎn)品族）擁有的產(chǎn)品，而抽象工廠有兩個(gè)具體工廠實(shí)現(xiàn)類(lèi)ShortcutFactory、StandardFactory負(fù)責(zé)分別創(chuàng)建快捷版ShortcutUserDAO、ShortcutDeptDAO和標(biāo)準(zhǔn)版StandardUserDAO、StandardDeptDAO。當(dāng)用戶(hù)操作刪除一個(gè)部門(mén)的時(shí)候，先需要?jiǎng)h除這個(gè)部門(mén)下的所有用戶(hù)。假如不使用抽象工廠可能會(huì)出現(xiàn)如下情況：后臺(tái)刪除用戶(hù)時(shí)調(diào)用的是快捷版的ShortcutUserDAO類(lèi)，刪除部門(mén)時(shí)調(diào)用的是StandardDeptDAO類(lèi)。這樣就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
如果使用抽象工廠，那抽象工廠的具體實(shí)現(xiàn)類(lèi)會(huì)幫你創(chuàng)建一個(gè)產(chǎn)品族中的一系列產(chǎn)品對(duì)象，如標(biāo)準(zhǔn)版的StandardFactory工廠會(huì)創(chuàng)建StandardUserDAO、StandardDeptDAO，快捷版的ShortcutFactory工廠會(huì)創(chuàng)建ShortcutUserDAO、ShortcutDeptDAO。
其實(shí)抽象工廠就是起到了一定的約束作用，它所創(chuàng)建的都是同一個(gè)產(chǎn)品族中的一系列產(chǎn)品對(duì)象。防止出現(xiàn)上面例子中創(chuàng)建不同產(chǎn)品族中產(chǎn)品所帶來(lái)的問(wèn)題。

總結(jié)

無(wú)論是簡(jiǎn)單工廠模式，工廠方法模式，還是抽象工廠模式，他們都屬于工廠模式，在形式和特點(diǎn)上也是極為相似的，他們的最終目的都是為了解耦。在使用時(shí)，我們不必去在意這個(gè)模式到底工廠方法模式還是抽象工廠模式，因?yàn)樗麄冎g的演變常常是令人琢磨不透的。經(jīng)常你會(huì)發(fā)現(xiàn)，明明使用的工廠方法模式，當(dāng)新需求來(lái)臨，稍加修改，加入了一個(gè)新方法后，由于類(lèi)中的產(chǎn)品構(gòu)成了不同等級(jí)結(jié)構(gòu)中的產(chǎn)品族，它就變成抽象工廠模式了；而對(duì)于抽象工廠模式，當(dāng)減少一個(gè)方法使的提供的產(chǎn)品不再構(gòu)成產(chǎn)品族之后，它就演變成了工廠方法模式。
所以，在使用工廠模式時(shí)，只需要關(guān)心降低耦合度的目的是否達(dá)到了。