《设计模式之禅》笔记摘录 - 3.工厂方法模式
工厂方法模式的定义
工厂方法模式使用的频率非常高，在我们日常的开发中总能见到它的身影。其定义为：
Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate..Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.（定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。）
在工厂方法模式中，抽象产品类Product负责定义产品的共性，实现对事物最抽象的定义；Creator为抽象创建类，就是抽象工厂，具体如何创建产品类是由具体的实现工ConcreteCreator完成的。
通用类图如下：
工厂方法模式的应用
工厂方法模式的优点
首先，良好的封装性，代码结构清晰。一个对象创建是有条件约束的，如一个调用者需要一个具体的产品对象，只要知道这个产品的类名（或约束字符串）就可以了，不用知道创建对的艰辛过程，隆低模块间的耦合。
其次，工厂方法模式的扩展性非常优秀。在增加产品类的情况下，只要适当地修改具体的类或扩展一个工厂类，就可以完成“拥抱变化”。
再次，屏蔽产品类。这一特点非常重要，产品类的实现如何变化，调用者都不需要关心，它只需要关心产品的接口，只要接口保持不变，系统中的上层模块就不要发生变化。因为产品的实例化工作是由工厂类负责的，一个产品对象具体由哪一个产品生成是由工厂类决定的。
最后，工厂方法模式是典型的解耦框架。高层模块值需要知道产品的抽象类，其他的实现类都不用关心，符合迪米特法则，我不需要的就不要去交流；也符合依赖倒置原则，只依赖产品类的抽象；当然也符合里氏替换原则，使用产品子类替换产品父类，没问题！
工厂方法模式的使用场景
首先，工厂方法模式是new一个对象的替代品，所以在所有需要生成对象的地方都可以使用，但是需要慎重地考虑是否要增加一个工厂类进行管理，增加代码的复杂度。
其次，需要灵活的可扩展的框架时，可以考虑采用工厂方法模式。万物皆对象，那万物就皆产品类。
再次，工厂方法模式可以用在异构项目中，例如通过WebService与一个非Java的项目交互，虽然WebService号称是可以做到异构系统的同构化，但是在实际的开发中，还是会碰到很多问题，如类型问题、WSDL文件的支持问题，等等。从WSDL中产生的对象都认为是一个产品，然后由一个具体的工厂类进行管理，减少与外围系统的耦合。
最后，可以使用在测试驱动开发的框架下。例如，测试一个类A，就需要把与类A有关联云的类B也同时产生出来，我们可以使用工厂方法模式把类B虚拟出来，避免类A与类B的耦合。目前由于JMock和EasyMock的诞生，该使用场景已经弱化了，读者可以在遇到此种情况时直接考虑使用JMock或EasyMock。
工厂方法模式的扩展
工厂方法模式有很多扩展，而且与其他模式结合使用威力更大，下面将介绍4种扩展。
1. 缩小为简单工厂模式
一个模块仅需要一个工厂类，没有必要把它产生出来，使用静态的方法就可以了。该模式是工方法模式的弱化，因为简单，所以称为简单工厂模式(Simple Factory Pattern)，也叫做静态模式。在实主实际项目中，采用该方法的案例还是比较多的，其缺点是工厂类的扩展比较困难，符合开闭原则，但它仍然是一个非常实用的设计模式。
2. 升级为多个工厂类
当我们在做一个比较复杂的项目时，经常会遇到初始化一个对象很耗费精力的情况，所有的产品类都放到一个工厂方法中进行初始化会使代码结构不清晰。例如，一个产品类有5个具考虑到需要结构清晰，我们就为每个产品定义一个创造者，然后由调用者自己去选择与哪工厂方法关联。
每一个产品类都对应了一个创建类，好处就是创建类的职责清晰，而且结构简单，但是给可扩展性和可维护性带来了一定的影响。
在复杂的应用中一般采用多工厂的方法，然后再增加一个协调类，避免调用者与各个子工厂交流，协调类的作用是封装子工厂类，对高层模块提供统一的访问接口。
3. 替代单例模式
单例模式的核心要求就是在内存中只有一个对象，通过工厂方法模式也可以只在内存中生一个对象。
4. 延迟初始化
何为延迟初始化(Lazy initialization) ？一个对象被消费完毕后，并不立刻释放，工厂类保持其初始状态，等待再次被使用。延迟初始化是工厂方法模式的一个扩展应用。
定义一个Map容器，容纳所有产生的对象，如果在Map容器中已经有的对象，则直接取出返回；如果没有，则根据需要的类型产生一个对象并放入到Map容器中，以方便下次调用。延迟加载框架是可以扩展的，例加限制某一个产品类的最大实例化数量，可以通过判断Map中已有的对象数量来实现，这延迟加载还可以用在对象初始化比较复杂的情况下，例如硬件访问，涉及多方面的交互，则可以通过延迟加载降低对象的产生和销毁带来的复杂性。
最佳实践
工厂方法模式在项目中使用得非常频繁，以至于很多代码中都包含工厂方法模式。该模式尽人皆知，但不是每个人都能用得好。熟能生巧，熟练掌握该模式，多思考工厂方法如何应用，而且工厂方法模式还可以与其他模式混合使用（例如模板方法模式、单例模式、原型模式等），变化出无穷的优秀设计，这也正是软件设计和开发的乐趣所在。