在工厂方法模式中，我们使用一个工厂创建一个产品，也就是说一个具体的工厂对应一个具体的产品。但是有时候我们需要一个工厂能够提供多个产品对象，而不是单一的对象，这个时候我们就需要使用抽象工厂模式。
在讲解抽象工厂模式之前，我们需要厘清两个概念：
产品等级结构。产品的等级结构也就是产品的继承结构。例如一个为空调的抽象类，它有海尔空调、格力空调、美的空调等一系列的子类，那么这个抽象类空调和他的子类就构成了一个产品等级结构。
产品族。产品族是在抽象工厂模式中的。在抽象工厂模式中，产品族是指由同一个工厂生产的，位于不同产品等级结构中的一组产品。比如，海尔工厂生产海尔空调。海尔冰箱，那么海尔空调则位于空调产品族中。
产品等级结构和产品族结构示意图如下：
一、基本定义
抽象工厂模式提供一个接口，用于创建相关或者依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。
抽象工厂允许客户端使用抽象的接口来创建一组相关的产品，而不需要关系实际产出的具体产品是什么。这样一来，客户就可以从具体的产品中被解耦。
二、模式结构
抽象工厂模式的UML结构图如下：
模式结构说明。
AbstractFactory：抽象工厂。抽象工厂定义了一个接口，所有的具体工厂都必须实现此接口，这个接口包含了一组方法用来生产产品。
ConcreteFactory：具体工厂。具体工厂是用于生产不同产品族。要创建一个产品，客户只需要使用其中一个工厂完全不需要实例化任何产品对象。
AbstractProduct：抽象产品。这是一个产品家族，每一个具体工厂都能够生产一整组产品。
Product：具体产品。
三、模式实现
依然是披萨店。为了要保证每家加盟店都能够生产高质量的披萨，防止使用劣质的原料，我们打算建造一家生产原料的工厂，并将原料运送到各家加盟店。但是加盟店都位于不同的区域，比如纽约、芝加哥。纽约使用一组原料，芝加哥使用另一种原料。在这里我们可以这样理解，这些不同的区域组成了原料家族，每个区域实现了一个完整的原料家族。
首先创建一个原料工厂。该工厂为抽象工厂，负责创建所有的原料。
PizzaIngredientFactory.java
public interface PizzaIngredientFactory { /* * 在接口中，每个原料都有一个对应的方法创建该原料 */ public Dough createDough(); public Sauce createSauce(); public Cheese createCheese(); public Veggies[] createVeggies(); public Pepperoni createPepperoni(); public Clams createClams();}
原料工厂创建完成之后，需要创建具体的原料工厂。该具体工厂只需要继承PizzaIngredientFactory，然后实现里面的方法即可。
纽约原料工厂：NYPizzaIngredientFactory.java。
public class NYPizzaIngredientFactory implements PizzaIngredientFactory{ @Override public Cheese createCheese() { return new ReggianoCheese(); } @Override public Clams createClams() { return new FreshClams(); } @Override public Dough createDough() { return new ThinCrustDough(); } @Override public Pepperoni createPepperoni() { return new SlicedPepperoni(); } @Override public Sauce createSauce() { return new MarinaraSauce(); } @Override public Veggies[] createVeggies() { Veggies veggies[] = {new Garlic(),new Onion(),new Mushroom(),new RefPepper()}; return veggies; }}
重新返回到披萨。在这个披萨类里面，我们需要使用原料，其他方法保持不变，将prepare()方法声明为抽象，在这个方法中，我们需要收集披萨所需要的原料。
Pizza.java
public abstract class Pizza { /* * 每个披萨都持有一组在准备时会用到的原料 */ String name; Dough dough; Sauce sauce; Veggies veggies[]; Cheese cheese; Pepperoni pepperoni; Clams clams; /* * prepare()方法声明为抽象方法。在这个方法中，我们需要收集披萨所需要的原料，而这些原料都是来自原料工厂 */ abstract void prepare(); void bake(){ System.out.println('Bake for 25 munites at 350'); } void cut(){ System.out.println('Cutting the pizza into diagonal slices'); } void box(){ System.out.println('Place pizza in official PizzaStore box'); } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; }}
CheesePizza.java
public class CheesePizza extends Pizza{ PizzaIngredientFactory ingredientFactory; /* * 要制作披萨必须要有制作披萨的原料，而这些原料是从原料工厂运来的 */ public CheesePizza(PizzaIngredientFactory ingredientFactory){ this.ingredientFactory = ingredientFactory; prepare(); } /** * 实现prepare方法 * prepare 方法一步一步地创建芝士比萨，每当需要原料时，就跟工厂要 */ void prepare() { System.out.println('Prepareing ' + name); dough = ingredientFactory.createDough(); sauce = ingredientFactory.createSauce(); cheese = ingredientFactory.createCheese(); }}
Pizza的代码利用相关的工厂生产原料。所生产的原料依赖所使用的工厂，Pizza类根本不关心这些原料，它只需要知道如何制作披萨即可。这里，Pizza和区域原料之间被解耦。
ClamPizza.java
public class ClamPizza extends Pizza{ PizzaIngredientFactory ingredientFactory; public ClamPizza(PizzaIngredientFactory ingredientFactory){ this.ingredientFactory = ingredientFactory; } @Override void prepare() { System.out.println('Prepare ' + name); dough = ingredientFactory.createDough(); sauce = ingredientFactory.createSauce(); cheese = ingredientFactory.createCheese(); clams = ingredientFactory.createClams(); }}
做完披萨后，需要关注披萨店了。
在披萨店中，我们依然需要关注原料，当地的披萨店需要和本地的原料工厂关联起来。
PizzaStore.java
public abstract class PizzaStore { public Pizza orderPizza(String type){ Pizza pizza; pizza = createPizza(type); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza; } /* * 创建pizza的方法交给子类去实现 */ abstract Pizza createPizza(String type);}
纽约的披萨店：NYPizzaStore.java
public class NYPizzaStore extends PizzaStore{ @Override Pizza createPizza(String type) { Pizza pizza = null; //使用纽约的原料工厂 PizzaIngredientFactory ingredientFactory = new NYPizzaIngredientFactory(); if('cheese'.equals(type)){ pizza = new CheesePizza(ingredientFactory); pizza.setName('New York Style Cheese Pizza'); } else if('veggie'.equals(type)){ pizza = new VeggiePizza(ingredientFactory); pizza.setName('New York Style Veggie Pizza'); } else if('clam'.equals(type)){ pizza = new ClamPizza(ingredientFactory); pizza.setName('New York Style Clam Pizza'); } else if('pepperoni'.equals(type)){ pizza = new PepperoniPizza(ingredientFactory); pizza.setName('New York Style Pepperoni Pizza'); } return pizza; } }
下图是上面的UML结构图。
其中PizzaIngredientFactory是抽象的披萨原料工厂接口，它定义了如何生产一个相关产品的家族。这个家族包含了所有制作披萨的原料。
NYPizzaIngredientFactory和ChicagoPizzaIngredientFactory是两个具体披萨工厂类，他们负责生产相应的披萨原料。
NYPizzaStore是抽象工厂的客户端。
四、模式优缺点
优点
1、 抽象工厂隔离了具体类的生成，是的客户端不需要知道什么被创建。所有的具体工厂都实现了抽象工厂中定义的公共接口，因此只需要改变具体工厂的实例，就可以在某种程度上改变整个软件系统的行为。
2、 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
缺点
添加新的行为时比较麻烦。如果需要添加一个新产品族对象时，需要更改接口及其下所有子类，这必然会带来很大的麻烦。
五、模式使用场景
1. 一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节，这对于所有类型的工厂模式都是重要的。
2.系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族。
3. 属于同一个产品族的产品将在一起使用，这一约束必须在系统的设计中体现出来。
4. 系统提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使客户端不依赖于具体实现。
六、总结
1、 抽象工厂模式中主要的优点在于具体类的隔离，是的客户端不需要知道什么被创建了。其缺点在于增加新的等级产品结构比较复杂，需要修改接口及其所有子类。
