Java 23 种设计模式：从踩坑到精通 | 番外：工厂方法 vs 抽象工厂 —— 从单产品到产品族，架构如何演进？

Java 23 种设计模式：从踩坑到精通 | 番外：工厂方法 vs 抽象工厂 —— 从单产品到产品族，架构如何演进？

摘要：工厂方法和抽象工厂都是创建型模式，都用于解耦对象的创建与使用。但它们的核心区别在于粒度——工厂方法解决单一产品类型的横向扩展，抽象工厂解决产品族的纵向创建。本文从支付渠道对接的真实场景出发，沿着“简单工厂 → 工厂方法 → 抽象工厂”的演进路线，结合代码对比、UML 分析和 Spring、MyBatis 源码，帮你彻底搞懂这对“创建型兄弟”的选型边界。

🗺️本文阅读地图（3 分钟速览）

• 为什么支付+收款必须成套创建？
• 简单工厂 → 工厂方法 → 抽象工厂：一张图看懂演进
• UML 对比：单一产品 vs 产品族，继承 vs 组合
• 手写代码对比：从一坨 if-else 到可插拔的工厂架构
• SpringBeanFactoryvsFactoryBean，MyBatisSqlSessionFactory如何体现
• 面试必问：“工厂方法和抽象工厂怎么选？抽象工厂完全符合开闭原则吗？”

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1. 从“支付渠道对接”的架构演进说起

假设你正在开发一个电商平台的支付模块，最初只需要支持支付宝支付。你写了一个简单工厂，根据参数创建支付对象：

// 简单工厂：一个工厂创建多种产品publicclassPayFactory{publicstaticIPaycreate(Stringchannel){if("alipay".equals(channel))returnnewAliPay();if("wechat".equals(channel))returnnewWxPay();thrownewIllegalArgumentException("不支持的支付渠道");}}

后来业务发展，你发现支付和收款必须成套创建——用户用支付宝付了款，就必须用支付宝的收款接口去对账，否则出现“串渠道”的生产事故。这时候简单工厂的弊端暴露无遗：它无法保证“支付对象”和“收款对象”来自同一个渠道。

于是架构演进开始：先用工厂方法让每个渠道有独立的工厂，再用抽象工厂为每个渠道提供一整套产品族（支付 + 收款）。

2. UML 对比：单一产品 vs 产品族

2.1 工厂方法 UML（一个工厂一个产品）

2.2 抽象工厂 UML（一个工厂一族产品）

UML 的关键差异：

• 工厂方法的抽象工厂接口只有一个createProduct()方法，抽象工厂有多个创建方法（createPay()+createCollect()）；
• 工厂方法的一个具体工厂对应一个具体产品，抽象工厂的一个具体工厂对应一个产品族（一组关联产品）。

3. 三大核心区别

💡简单记忆：工厂方法是“一个产品一条生产线”，抽象工厂是“一族产品一个集团”。工厂方法加产品 = 加一条线；抽象工厂加产品类型 = 整个集团都要改。

4. 代码演进：从简单工厂到抽象工厂

4.1 简单工厂（最简陋）

// 简单工厂：一个工厂，根据参数返回不同产品publicclassSimplePayFactory{publicstaticIPaycreatePay(Stringchannel){switch(channel){case"alipay":returnnewAliPay();case"wechat":returnnewWxPay();default:thrownewIllegalArgumentException("不支持的渠道");}}}

⚠️ 问题：新增渠道需修改switch，违反开闭原则；无法保证支付和收款配套。

4.2 工厂方法（单产品扩展）

// 工厂方法：每个渠道一个工厂，只创建支付对象publicinterfacePayFactory{IPaycreatePay();}publicclassAliPayFactoryimplementsPayFactory{@OverridepublicIPaycreatePay(){returnnewAliPay();}}publicclassWxPayFactoryimplementsPayFactory{@OverridepublicIPaycreatePay(){returnnewWxPay();}}

✅ 优点：新增渠道只需加新工厂类。
⚠️ 问题：收款对象需要另外创建，无法保证支付和收款来自同一渠道。

4.3 抽象工厂（产品族成套创建）

// 抽象工厂：一个工厂同时创建支付和收款publicabstractclassPaymentFactory{publicabstractIPaycreatePay();publicabstractICollectcreateCollect();}publicclassAliPaymentFactoryextendsPaymentFactory{@OverridepublicIPaycreatePay(){returnnewAliPay();}@OverridepublicICollectcreateCollect(){returnnewAliCollect();}}publicclassWxPaymentFactoryextendsPaymentFactory{@OverridepublicIPaycreatePay(){returnnewWxPay();}@OverridepublicICollectcreateCollect(){returnnewWxCollect();}}

✅ 优点：支付和收款强制配套，杜绝“串渠道”；切换渠道只需替换工厂实例。
⚠️ 缺点：如果需要新增“退款”产品，必须修改PaymentFactory抽象类和所有具体工厂。

演进总结：

简单工厂 工厂方法 抽象工厂 ──────→ ──────→ ──────→ 一个工厂，多种产品 每个产品一个工厂 一个工厂，一族产品 集中但违反OCP 扩展性强 保证产品族一致 支付场景起步 支付扩展 支付+收款配套

5. 框架中的体现

5.1 Spring：BeanFactoryvsFactoryBean

• BeanFactory：IoC 容器的核心接口，负责管理和创建所有 Bean。它不关心具体产品，可以看作一个超级“抽象工厂”。
• FactoryBean<T>：一个专门用于创建复杂对象的工厂 Bean，每次getObject()返回一个特定类型的产品。这是典型的工厂方法模式——每个FactoryBean只创建一种产品。

// FactoryBean：工厂方法模式@ComponentpublicclassMyServiceFactoryBeanimplementsFactoryBean<MyService>{@OverridepublicMyServicegetObject(){returnnewMyService();}// 只创建一种产品@OverridepublicClass<?>getObjectType(){returnMyService.class;}}

5.2 MyBatis：SqlSessionFactory

SqlSessionFactory是典型的抽象工厂模式——它创建SqlSession以及与当前数据库环境关联的Configuration、Transaction等对象，构成一个完整的产品族。切换数据库环境只需替换SqlSessionFactory的实现。

6. 面试必问 + 追问连环炮

基础必问

• 工厂方法和抽象工厂的区别？
  👉 工厂方法解决单一产品扩展，抽象工厂解决产品族创建。工厂方法的抽象工厂只有一个create()方法，抽象工厂有多个。
• 抽象工厂完全符合开闭原则吗？
  👉 不完全。新增产品族（新增一个支付渠道）符合 OCP；但新增产品类型（如新增退款功能）需要修改抽象工厂接口和所有具体工厂，违反 OCP。这是面试中经常考察的点。

面试官追问

• “什么时候该用抽象工厂而不是工厂方法？”
  👉 当系统需要创建的对象之间存在“成套”或“风格统一”的强关联时。如支付+收款必须来自同一渠道、跨平台 UI 的按钮+文本框必须风格一致。
• “BeanFactory和FactoryBean分别是什么模式？”
  👉BeanFactory是抽象工厂模式（管理所有 Bean 的容器），FactoryBean是工厂方法模式（生产特定复杂对象的工厂）。
• “简单工厂、工厂方法、抽象工厂如何演进？”
  👉 产品种类少且固定 → 简单工厂；产品种类多、频繁新增 → 工厂方法；产品成族出现、需整体切换 → 抽象工厂。三者是一个“从集中到分散、从单产品到产品族”的演进过程。

🎉恭喜：如果你能立刻画出工厂方法和抽象工厂的 UML 对比图，并说出“新增产品类型时抽象工厂违反 OCP”，你已经掌握了创建型模式最核心的选型逻辑。

💡延伸阅读：本文是工厂方法模式与抽象工厂模式的深度对比。如果你想先了解每种模式的完整原理、UML、代码实现和面试题，可以先阅读正篇——工厂模式：简单工厂→工厂方法→抽象工厂全演进 和 抽象工厂模式：产品族创建，如何避免“一锅粥”？，再回来看这篇对比，效果更佳。

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