Factory Method — 讓子類決定實例化哪個類別

Tue, 07 Aug 2018 01:07:16 +0800

1. 意圖

定義一個建立物件的介面，但將實際要實例化哪個類別的決定延遲到子類別，讓框架程式碼只依賴抽象，由具體子類別決定產品。

2. UML 類圖

classDiagram
    class Creator {
        <>
        +factoryMethod()* Product
        +someOperation()
    }
    class ConcreteCreator {
        +factoryMethod() Product
    }
    class Product {
        <>
        +use()
    }
    class ConcreteProduct {
        +use()
    }
    Creator <|-- ConcreteCreator
    Product <|.. ConcreteProduct
    Creator ..> Product : creates
    ConcreteCreator ..> ConcreteProduct : creates

3. 何時用 / 何時別用

用：

框架提供擴充點，讓呼叫端決定要建立哪種物件（如 JUnit TestCase 建立 TestResult）
產品類型在編譯期未知，需在執行期由設定或輸入決定
希望透過繼承擴充建立邏輯，而非修改既有程式碼（OCP）

別用：

產品種類固定且少（改用 Static Factory Method 就夠了）
為了「彈性」而過度抽象，衍生只有一個 Creator 子類的無謂繼承
搭配 Spring DI 時，通常直接注入 List<Strategy> 再用 Map 查找即可

4. Java 範例

// Product 介面
public interface Notifier {
    void send(String to, String message);
}

// Concrete Products
public class EmailNotifier implements Notifier {
    @Override
    public void send(String to, String message) {
        // 送出 Email
    }
}

public class SmsNotifier implements Notifier {
    @Override
    public void send(String to, String message) {
        // 送出 SMS
    }
}

// Creator
public abstract class NotificationService {

    // Factory Method
    protected abstract Notifier createNotifier();

    public void notify(String to, String message) {
        Notifier notifier = createNotifier();
        notifier.send(to, message);
    }
}

// Concrete Creators
public class EmailNotificationService extends NotificationService {
    @Override
    protected Notifier createNotifier() {
        return new EmailNotifier();
    }
}

public class SmsNotificationService extends NotificationService {
    @Override
    protected Notifier createNotifier() {
        return new SmsNotifier();
    }
}

5. JDK / Spring 真實案例

案例	說明
`java.util.Calendar.getInstance()`	依 Locale / TimeZone 回傳不同子類（BuddhistCalendar、GregorianCalendar）——這是靜態工廠方法，但體現相同「延遲決定具體類別」概念
`java.sql.Connection.createStatement()`	`Connection` 是 Creator，各 JDBC Driver 子類決定回傳哪種 `Statement`
`javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory.newDocumentBuilder()`	抽象工廠方法，實作由 SPI 決定
Spring `BeanFactory.getBean()`	IoC 容器本身是一個大型 Factory Method，`BeanDefinition` 決定實際建立哪個類別

6. 與相近 Pattern 的差異

常見混淆釐清：

FactoryMethod on Bill.Lin's Notes

Factory Method — 讓子類決定實例化哪個類別

1. 意圖

2. UML 類圖

3. 何時用 / 何時別用

4. Java 範例

5. JDK / Spring 真實案例

6. 與相近 Pattern 的差異