廖雪峰
资深软件开发工程师，业余马拉松选手。
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。
工厂方法即Factory Method，是一种对象创建型模式。
工厂方法的目的是使得创建对象和使用对象是分离的，并且客户端总是引用抽象工厂和抽象产品：
┌─────────────┐ ┌─────────────┐
│ Product │ │ Factory │
└─────────────┘ └─────────────┘
▲ ▲
│ │
┌─────────────┐ ┌─────────────┐
│ ProductImpl │◀─ ─ ─│ FactoryImpl │
└─────────────┘ └─────────────┘
我们以具体的例子来说：假设我们希望实现一个解析字符串到Number的Factory，可以定义如下：
public interface NumberFactory {
Number parse(String s);
}
有了工厂接口，再编写一个工厂的实现类：
public class NumberFactoryImpl implements NumberFactory {
public Number parse(String s) {
return new BigDecimal(s);
}
}
而产品接口是Number，NumberFactoryImpl返回的实际产品是BigDecimal。
那么客户端如何创建NumberFactoryImpl呢？通常我们会在接口Factory中定义一个静态方法getFactory()来返回真正的子类：
public interface NumberFactory {
// 创建方法:
Number parse(String s);
// 获取工厂实例:
static NumberFactory getFactory() {
return impl;
}
static NumberFactory impl = new NumberFactoryImpl();
}
在客户端中，我们只需要和工厂接口NumberFactory以及抽象产品Number打交道：
NumberFactory factory = NumberFactory.getFactory();
Number result = factory.parse("123.456");
调用方可以完全忽略真正的工厂NumberFactoryImpl和实际的产品BigDecimal，这样做的好处是允许创建产品的代码独立地变换，而不会影响到调用方。
有的童鞋会问：一个简单的parse()需要写这么复杂的工厂吗？实际上大多数情况下我们并不需要抽象工厂，而是通过静态方法直接返回产品，即：
public class NumberFactory {
public static Number parse(String s) {
return new BigDecimal(s);
}
}
这种简化的使用静态方法创建产品的方式称为静态工厂方法（Static Factory Method）。静态工厂方法广泛地应用在Java标准库中。例如：
Integer n = Integer.valueOf(100);
Integer既是产品又是静态工厂。它提供了静态方法valueOf()来创建Integer。那么这种方式和直接写new Integer(100)有何区别呢？我们观察valueOf()方法：
public final class Integer {
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}
...
}
它的好处在于，valueOf()内部可能会使用new创建一个新的Integer实例，但也可能直接返回一个缓存的Integer实例。对于调用方来说，没必要知道Integer创建的细节。
提示
工厂方法可以隐藏创建产品的细节，且不一定每次都会真正创建产品，完全可以返回缓存的产品，从而提升速度并减少内存消耗。
如果调用方直接使用Integer n = new Integer(100)，那么就失去了使用缓存优化的可能性。
我们经常使用的另一个静态工厂方法是List.of()：
List
这个静态工厂方法接收可变参数，然后返回List接口。需要注意的是，调用方获取的产品总是List接口，而且并不关心它的实际类型。即使调用方知道List产品的实际类型是java.util.ImmutableCollections$ListN，也不要去强制转型为子类，因为静态工厂方法List.of()保证返回List，但也完全可以修改为返回java.util.ArrayList。这就是里氏替换原则：返回实现接口的任意子类都可以满足该方法的要求，且不影响调用方。
提示
总是引用接口而非实现类，能允许变换子类而不影响调用方，即尽可能面向抽象编程。
和List.of()类似，我们使用MessageDigest时，为了创建某个摘要算法，总是使用静态工厂方法getInstance(String)：
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
调用方通过产品名称获得产品实例，不但调用简单，而且获得的引用仍然是MessageDigest这个抽象类。
练习
使用静态工厂方法实现一个类似20200202的整数转换为LocalDate：
public class LocalDateFactory {
public static LocalDate fromInt(int yyyyMMdd) {
...
}
}
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小结
工厂方法是指定义工厂接口和产品接口，但如何创建实际工厂和实际产品被推迟到子类实现，从而使调用方只和抽象工厂与抽象产品打交道。
实际更常用的是更简单的静态工厂方法，它允许工厂内部对创建产品进行优化。
调用方尽量持有接口或抽象类，避免持有具体类型的子类，以便工厂方法能随时切换不同的子类返回，却不影响调用方代码。