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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？

news 2026/7/13 19:37:08

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？”

📖《Java 23 种设计模式：从踩坑到精通》
开篇：系列介绍与目录｜当前：番外 · 工厂方法 vs 抽象工厂
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文章目录

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？
- 1. 从“支付渠道对接”的架构演进说起
- 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）
- 3. 三大核心区别
- 4. 代码演进：从简单工厂到抽象工厂
- - 4.1 简单工厂（最简陋）
  - 4.2 工厂方法（单产品扩展）
  - 4.3 抽象工厂（产品族成套创建）
- 5. 框架中的体现
- - 5.1 Spring：`BeanFactory` vs `FactoryBean`
  - 5.2 MyBatis：`SqlSessionFactory`
- 6. 面试必问 + 追问连环炮
- 🧭 《Java 23 种设计模式：从踩坑到精通》快速导航

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

对比维度	工厂方法	抽象工厂
意图	定义创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类	创建一系列相关或相互依赖的对象（产品族）
工厂职责	一个工厂只创建一种产品	一个工厂创建一族产品
扩展方向	新增产品只需新加工厂类，完全符合开闭原则	新增产品族符合开闭原则；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，违反开闭原则
典型应用	Spring`FactoryBean`、简单支付扩展	MyBatis`SqlSessionFactory`、支付+收款成套创建

💡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：`BeanFactory`vs`FactoryBean`

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。