书接上文，我们继续上节课的案例，基于工厂系列模式（简单工厂，工厂方法，抽象工厂）打造可扩展的，支持多语言的电商平台店铺商品销售数据导出模块。

上一节，我们基于简单工厂模式和工厂方法模式，实现了案例的前三版代码。接下来，我们继续研究工厂方法模式。

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结论先行

根据REIS分析模型，对工厂方法模式进行分析，工厂方法模式包含五种角色，抽象工厂角色，具体工厂角色，抽象产品角色，具体产品角色，客户方角色。它的宗旨是，在抽象工厂的接口和抽象类里面，定义工厂方法，创建抽象产品。而将创建具体产品的操作,延迟到具体工厂的工厂方法中。它的目的是解除框架在创建对象时，对具体类依赖，实现了两者的解耦和。

基本思路

工厂方法（Factory method）模式定义

工厂方法（Factory method）模式-自产自销形态

案例需要复杂一点-导出格式完整的excel文件

第4版代码：Excel导出框架-基于工厂方法模式的自产自销形态

头脑风暴-为什么是个框架(Framework)

头脑风暴-为什么是自产自销形态

你是不是在糊弄我们？

使用REIS模型分析工厂方法模式

工厂方法模式的通用类图和代码

工厂方法（Factory method）模式定义

Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.

—— Gof《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》

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。Factory Method 使一个类的实例化延迟到其子类。

——Gof《设计模式：可复用面向对象软件的基础》

这个定义里面关键词，接口，子类，类。

在前面的简单工厂模式中，要决定创建对象的具体类型，也就是具体产品，是由工厂类中的静态工厂方法的入参，来决定的。而工厂方法模式中，决定创建对象的具体类型，则是由具体工厂类，也就是抽象工厂的子类来确定。

接口

这里的接口，是用于创建对象的，所以是工厂的接口。注意，这里面不仅仅是接口，往往伴随接口，还会建立相应的抽象类，抽象类一般都是当父类的，否则后面的子类，从何谈起呢。不论是接口，还是抽象类，都称为工厂模式里面的抽象工厂。

子类

谁的子类，就是继承了上面的抽象工厂，我们刚刚提到的抽象父类的子类。当然，没有抽象父类也可以，子类直接执行抽象工厂的接口也是可以的，只不过再叫它子类就不合适了，而应该叫接口的实现类，这些都是面向对象的基础知识。

子类的一个重要任务，就是实现抽象工厂接口里面，定义的工厂方法，并且确定要返回哪个具体产品的对象，毕竟工厂方法的最终目的是为了生产产品，也就是创建对象。抽象工厂的子类，通常称为工厂模式里面的具体工厂。

类

让子类决定实例化哪一个“类”，这里的“类”，就是被实例化，被创建的产品的类。在抽象工厂里面，工厂方法的返回值，通常是接口，这些接口在工厂模式里面，就被称为抽象产品。而在抽象工厂的子类，也就是具体工厂的工厂方法里面，返回的是一个真正的类，这个类，被称为具体产品。

最后，在这个模式的定义里面，后面一句话，“使一个类的实例化延迟到其子类”，强调了工厂方法的核心思想，也就是它的宗旨，那就是将对象（产品）的实例化，延迟到抽象工厂的子类（具体工厂）来实现。这是它与简单工厂最根本的区别。简单工厂模式，决定创建哪个具体对象，是由工厂方法的入参来决定。

那为什么，必须要在子类中，来实例化对象呢，这就需要介绍工厂方法模式的另外一种形态，被我暂时称为自产自销形态。

工厂方法（Factory method）模式-自产自销形态

工厂方法模式的首选形态，我暂时命名为自产自销形态，要讲解这个形态，我们还需要从工厂方法这个设计模式的名字说起。大家仔细看，认真看，用几千倍的显微镜看，看工厂方法，这个设计模式的名字“factory method”，这个名字的第二个单词，method，我们在哪里见过呢？

翻遍23个设计模式，只有另外一个设计模式，那就是我前面已经分享的模板方法（Template method）模式，和工厂方法（factory method）模式，名字有点像，都是关于“method”的模式，也就是“方法”的模式。作者把这个设计模式命名为工厂方法（Factory method）模式，说明“方法”二字，在这个模式里面举足轻重，不可小觑。

工厂方法模式的自产自销形态，常常与模板方法模式联合使用。我们不玩虚的，先看代码，再总结理论

案例需要复杂一点-导出格式完整的excel文件

在开始编码之前，我们还需要把我们的案例需求完善一下，否则工厂方法模式的自产自销形态，英雄无用武之地，工厂方法模式和模板方法模式的联合演出，需要更大的舞台。

前面的需求中，我们只强调了excel导出类，可以导出excel文件，支持2003和2007版本，但是我们对导出的内容格式没有任何要求。对于一个excel格式的导出文件，贪得无厌的客户，或者反复无常的产品经理，提出下面的要求是合理的，也是合乎逻辑的（这让我想起了少林足球里面的经典台词，作为一名汽车修理工，随身携带一把扳手是合理的，也是合乎逻辑的）。

标题行：导出的excel加个标题，这个要求不过分吧，如：XXX自营旗舰店1月份商品销售数据
表头行：导出的表格，不能只有数据，还得有个像样的表头，如：商品ID，商品名称，一级类目ID等。
数据行：这个大家都能想到，不用多说。
汇总行：对导出的数据，增加个汇总行，这个要求也不过分吧。

需求有了，架构师和码农就得忙起来，我们根据上面的需求，重新设计我们的案例，并且要使用上工厂方法模式的自产自销形态，配合模板方法模式，实现一个excel文件的导出框架。

框架，框架，框架。

确实是一个框架，你没看错，仔细往下瞧。

第4版代码：Excel导出框架-基于工厂方法模式的自产自销形态

UML类图

接口与类

抽象工厂

IExcelExportFactory：抽象工厂-接口

AbstractExcelExportFactory：抽象工厂-抽象类

抽象产品

IExcelFile：抽象产品：excel文件

IFileTitleRow：抽象产品：文件标题行

ITableTitleRow：抽象产品：表头行

IDataRow：抽象产品：数据行

ITotalRow：抽象产品：汇总行

具体工厂

Excel2003ExportFactory：具体工厂

Excel2007ExportFactory：具体工厂

TestFileExport：测试类

IExcelExportFactory：抽象工厂-接口

package com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo04;import com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo03.SKU;import java.util.List;/** * 抽象工厂：接口 * * @author 极客架构师@吴念 * @createTime 2022/6/15 */public interface IExcelExportFactory {    /**     * 工厂方法     *     * @return     */    IExcelFile createExcel();    /**     * 工厂方法     *     * @return     */    IFileTitleRow createFileTitleRow();    /**     * 工厂方法     *     * @return     */    ITableTitleRow createTableTitleRow();    /**     * 工厂方法     *     * @return     */    IDataRow createDataRow();    /**     * 工厂方法     *     * @return     */    ITotalRow createTotalRow();    /**     * 模板方法模式：模板方法     *     * @param skuList     */    void exportExcel(List<SKU> skuList);}

AbstractExcelExportFactory：抽象工厂-抽象类

package com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo04;import com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo03.SKU;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory;import java.util.List;/** * 抽象工厂：抽象类 * @author 极客架构师@吴念 * @createTime 2022/6/15 */public abstract class AbstractExcelExportFactory implements IExcelExportFactory {    private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(AbstractExcelExportFactory.class);    /*     *Excel文件     * @author: 极客架构师@吴念     * @date: 2022/6/18     * @param:     * @return:     */    protected IExcelFile excelFile = null;    /**     * 模板方法模式：个性化方法，同时也是钩子方法     */    @Override    public IFileTitleRow createFileTitleRow() {        //可以提供一个默认实现,创建文件标题行对象，并添加到excel文件中。。。        LOG.info('抽象工厂:创建文件标题行对象');        return null;    }    /**     * 模板方法模式：个性化方法，同时也是钩子方法。     */    @Override    public IExcelFile createExcel() {        //可以提供一个默认实现,比如创建一个excel2003对应的workbook。        LOG.info('抽象工厂:创建Excel文件对象，默认为2003版本');        return new IExcelFile() {            @Override            public void addFileTitleRow(IFileTitleRow fileTitleRow) {            }            @Override            public void addTableTitleRow(ITableTitleRow tableTitleRow) {            }            @Override            public void addDataRow(IDataRow dataRow) {            }            @Override            public void addTotalRow(ITotalRow totalRow) {            }        };    }    /**     * 模板方法模式：模板方法     *     * @param skuList     */    @Override    public final void exportExcel(List<SKU> skuList) {        LOG.info('抽象工厂-模板方法:导出Excel文件');        excelFile = createExcel();        IFileTitleRow fileTitleRow = createFileTitleRow();        ITableTitleRow tableTitleRow = createTableTitleRow();        IDataRow dataRow = createDataRow();        ITotalRow totalRow = createTotalRow();        excelFile.addFileTitleRow(fileTitleRow);        excelFile.addTableTitleRow(tableTitleRow);        excelFile.addDataRow(dataRow);        excelFile.addTotalRow(totalRow);    }}

IExcelFile：抽象产品：excel文件

package com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo04;/** * 抽象产品：接口 * @author 极客架构师@吴念 * @createTime 2022/6/18 */public interface IExcelFile {    void addFileTitleRow(IFileTitleRow fileTitleRow);    void addTableTitleRow(ITableTitleRow tableTitleRow);    void addDataRow(IDataRow dataRow);    void addTotalRow(ITotalRow totalRow);}

IFileTitleRow：抽象产品：文件标题行

package com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo04;/** * 抽象产品 * @author 极客架构师@吴念 * @createTime 2022/6/18 */public interface IFileTitleRow {    /**     * 获取标题长度     *     * @return     */    int getTitleLength();    /**     * 获取未格式化的标题内容     *     * @return     */    String getRawContent();}

ITableTitleRow：抽象产品：表头行

package com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo04;/** * 抽象产品 * @author 极客架构师@吴念 * @createTime 2022/6/18 */public interface ITableTitleRow {    int getColumnSize();    String getColumnTitle(int columnIndex);}

IDataRow：抽象产品：数据行

package com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo04;import com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo03.SKU;import java.util.List;/** * 抽象产品 * @author 极客架构师@吴念 * @createTime 2022/6/18 */public interface IDataRow {    int getRowCount();    List<SKU> getData();}

ITotalRow：抽象产品：汇总行

package com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo04;/** * 抽象产品 * @author 极客架构师@吴念 * @createTime 2022/6/18 */public interface ITotalRow {    int getSKUCount();}

Excel2003ExportFactory：具体工厂

package com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo04;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory;/** * 具体工厂： * @author 极客架构师@吴念 * @createTime 2022/6/15 */public class Excel2003ExportFactory extends AbstractExcelExportFactory {    private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(Excel2003ExportFactory.class);    @Override    public ITableTitleRow createTableTitleRow() {        LOG.info('具体工厂：创建表头对象');        return null;    }    @Override    public IDataRow createDataRow() {        LOG.info('具体工厂:创建数据对象');        return null;    }    @Override    public ITotalRow createTotalRow() {        LOG.info('具体工厂:创建汇总行对象');        return null;    }}

Excel2007ExportFactory：具体工厂

package com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo04;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory;/** * 具体工厂 * @author 极客架构师@吴念 * @createTime 2022/6/15 */public class Excel2007ExportFactory extends AbstractExcelExportFactory {    private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(Excel2007ExportFactory.class);    @Override    public IExcelFile createExcel() {        LOG.info('具体工厂：创建Excel2007对象');        return new IExcelFile() {            @Override            public void addFileTitleRow(IFileTitleRow fileTitleRow) {            }            @Override            public void addTableTitleRow(ITableTitleRow tableTitleRow) {            }            @Override            public void addDataRow(IDataRow dataRow) {            }            @Override            public void addTotalRow(ITotalRow totalRow) {            }        };    }    @Override    public ITableTitleRow createTableTitleRow() {        LOG.info('具体工厂：创建表头对象');        return null;    }    @Override    public IDataRow createDataRow() {        LOG.info('具体工厂:创建数据对象');        return null;    }    @Override    public ITotalRow createTotalRow() {        LOG.info('具体工厂:创建汇总行对象');        return null;    }}

TestFileExport：测试类

package com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo04;import com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo03.AbstractTest;import com.geekarchitect.patterns.factorymethod.demo03.SKU;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory;import java.util.List;/** * @author 极客架构师@吴念 * @createTime 2022/6/13 */public class TestFileExport extends AbstractTest {    private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(TestFileExport.class);    public static void main(String[] args) {        TestFileExport testFileExport = new TestFileExport();        testFileExport.demo01();    }    public void demo01() {        LOG.info('第四版代码：Excel文件导出框架-基于工厂方法模式自产自销形态');        List<SKU> skuList = generateSku(100);        IExcelExportFactory excelExportFactory = new Excel2003ExportFactory();        excelExportFactory.exportExcel(skuList);        excelExportFactory = new Excel2007ExportFactory();        excelExportFactory.exportExcel(skuList);    }}

运行结果

头脑风暴-为什么是个框架(Framework)

什么是框架（Framework），对于程序员，特别是java程序员，不知道女朋友姓名不丢人，不知道什么是框架，问题就很严重了。自从学习java语言第一天开始，我们就整天和框架打交道。项目是用Spring框架搭建的，访问数据库要用mybatis或者hibernate框架，表示层要用struts框架（这个已经没落了）或者spring web框架。学习了这些框架，后面还有一堆框架等着我们，直到我们的头发掉光为止。

要完整的讲清楚框架的一切，说三天三夜也说不完，后面有机会，我们再细聊，会有这一天的。我们今天只强调几个框架的特点就可以了。

1，框架的服务对象是程序员。

框架不是业务系统，不能直接给最终客户使用，而是给程序员用的。它是一个半成品，程序员要在此基础上，开发自己的业务系统，从而提高自己的开发效率，否则就得自己造轮子。

2，框架往往通过接口或者抽象父类，约定规则和流程，提供默认解决方案，而子类或者具体类则需要由使用框架的程序员实现。

我们刚刚开发的excel导出功能，就符合这些特点，排除掉Excel2003ExportFactory和Excel2007ExportFactory这两个类，其他的抽象工厂和抽象产品，就是一堆接口和抽象类，是一个半成品，并不能真的导出Excel文件。

实际工作中，由一拨程序员开发前面的抽象工厂和抽象产品，然后给另一拨程序员开发具体工厂。当然，这两拨人，也有可能是同一拨人马，虽然概率比较低。

第一拨人马：被称为架构师，或者高级开发工程师，高手都是定义规则的，玩虚的。

以下接口及类，就是他们开发的。

抽象工厂：

IExcelExportFactory：抽象工厂-接口

AbstractExcelExportFactory：抽象工厂-抽象类

抽象产品：

IExcelFile：抽象产品：excel文件

IFileTitleRow：抽象产品：文件标题行

ITableTitleRow：抽象产品：表头行

IDataRow：抽象产品：数据行

ITotalRow：抽象产品：汇总行

规则在哪里，就在抽象工厂里面定义的工厂方法里，就在抽象类实现的个别工厂方法里（提供默认解决方法），就在上面这五个抽象产品的接口里面。

流程在哪里，就在抽象工厂的抽象类中，实现的模板方法里（模板方法的主要作用就是定义流程）。

规则和流程定义的好不好，符不符合业务需求，扩展性强不强，就是体现架构师功力的地方。有网友问，什么是架构师，当你开始定义规则，当你开始关注接口和抽象类，当你开发的代码，是给其他程序员提供支持和服务时，你就踏上了架构师之路。

第二拨人马：一般就是普通程序员了，要按照规则解决具体问题。

需要继承上面的
AbstractExcelExportFactory抽象类，实现自己的具体类，如。

Excel2003ExportFactory：具体工厂

Excel2007ExportFactory：具体工厂

这些都符合我们上面提到的，框架的两个特点，所以，我们已经开发了一个自己的框架，基于工厂方法模式和模板方法模式的框架。虽然功能比较简单，但确实是名副其实的导出excel文件的框架。

那为什么是自产自销形态呢？

头脑风暴-为什么是自产自销形态

从抽象工厂：IExcelExportFactory接口和
AbstractExcelExportFactory抽象类的代码，我们可以看到。它里面定义的五个工厂方法，都是给它们里面的模板方法exportExcel()方法使用的。自己的方法创建对象给自己的方法用，所以说它是自产自销，应该没毛病，这个名字是我暂定的名字，还没有最终确定下来。

IExcelFile createExcel();IFileTitleRow createFileTitleRow();ITableTitleRow createTableTitleRow();IDataRow createDataRow();ITotalRow createTotalRow();

你是不是在糊弄我们？

码农老吴，你是不是在糊弄我们，是不是为了流量，故弄玄虚，哗众取宠，别的设计模式的书籍，为啥很少这么讲。

确实是，我参考的设计模式书籍，除了GOF的原著，还有三四本国内的设计模式书籍，只有一本讲了这种形态。其他的几本书，基本上都是我前面分享的工厂方法模式的普通形态。我估计，可能是涉及到框架开发知识，实际的业务项目中，很少涉及，所以讲的就比较少吧。

Gof,设计模式的开山鼻祖，在他们的著作《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》中，对于工厂方法模式和框架(Framework)之间的关系，有如下论述。

1，Frameworks use abstract classes to define and maintain relationships between objects. A framework is often responsible for creating these objects as well.

2，This creates a dilemma: The framework must instantiate classes, but it only knows about abstract classes, which it cannot instantiate.

3，The Factory Method pattern offers a solution. It encapsulates the knowledge of which Document subclass to create and moves this knowledge out of the framework.

第一句：框架基于抽象类来定义和维护对象之间的关系，框架也有创建对象的职责。

第二句：这就出现了一个两难的局面，框架需要创建类的对象，但是框架确只知道抽象类，而抽象类无法创建对象。

第三句：工厂方法模式，提供了一种解决方案。它将创建具体的子类的操作，移出到框架之外（由抽象工厂类的子类，来完成实例化）。

下面我们用REIS分析模式，对工厂方法模式进行深度，全方位的解析。

使用REIS模型分析工厂方法模式

REIS分析模型主要包括场景（scene），角色（role），交互（interaction），效果(effect)四个要素。

场景（Scene）

场景，也就是我们在什么情况下，遇到了什么问题，需要使用某个设计模式。

当出现以下情况时，可能需要使用工厂方法模式。

1，一个工厂类无法预知它将要创建的产品对象对应的类，比如开发框架时，只有抽象类，没有具体类。

2，一个工厂类通过它自己的子类，决定需要创建的对象所属的类，也就是让子类做决策。

角色（Role）

角色，一般为设计模式出现的类，或者对象。每种角色有自己的职责。

工厂方法模式，有五类角色，抽象工厂角色，具体工厂角色，抽象产品角色，具体产品角色，客户方角色。

抽象工厂角色(Abstract Factory role)

负责在工厂接口或者抽象类中，定义工厂方法。工厂方法的返回值为抽象产品。

具体工厂角色(Concrete Factory role)

继承抽象工厂对应的抽象类，实现抽象工厂里面定义的工厂方法。在工厂方法里面，根据业务场景，返回具体产品角色的对象。

抽象产品角色(Abstract Product role)

定义抽象工厂角色里面的工厂方法，返回的产品。一般为接口，也可以是抽象类（比较少见），毕竟现在都是面向接口编程。

具体产品(Concrete Product role)

执行抽象产品接口的实现类，由具体工厂角色里面的工厂方法，返回具体产品的对象。

在工厂方法模式的自产自销形态，开发框架时，可以没有具体产品，而由使用框架的程序员实现。

客户方角色（Client role）

在工厂方法模式的普通形态里面，客户方角色，是使用工厂方法的类。

而在工厂方法模式的自产自销形态，客户方角色，通常是抽象工厂里面定义的模板方法。

交互（interaction）

交互，是指设计模式中，各种角色是如何交互的，一般用UML中的序列图，活动图来表示。简单的说就是角色之间是如何配合，完成设计模式的使命的。

普通形态

工厂客户方角色，根据需要，实例化相应的具体工厂类，然后调用它里面的工厂方法，获取所需的对象。

自产自销形态

抽象工厂里面定义的模板方法，充当工厂客户方角色，调用抽象工厂里面定义的工厂方法，而这些方法，需要由抽象工厂的子类，也就是具体工厂来实现。

效果(effect)

效果，使用该设计模式之后，达到了什么效果，有何意义，当然，也可以说说它的缺点，或者风险。

工厂方法模式的效果如下：

工厂方法模式，效果很多，但是最重要的，就是解除了抽象类创建对象时，对具体类的依赖，实现了两者的解耦合。

工厂方法模式，我们讲解完毕，总结一下。

工厂方法模式的通用类图和代码

类图-普通形态

类图-自产自销形态

相关代码，已上传到github上，大家自行下载即可。

简单工厂模式，工厂方法模式，已经讲完了，工厂系列模式里面的重量级选手，抽象工厂就要上场了。

未完待续。。。

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