Порождающие шаблоны проектирования. Абстрактная фабрика (Abstract Factory)

  Данный шаблон предоставляет интерфейс для создания семейств взаимосвязанных или взаимозависимых объектов, без указания их конкретных классов.

  Паттерн «Абстрактная фабрика», как и паттерн «Фабричный метод» используется для создания объектов. Но их основное различие в том, что он разрешает создание объектов классов, связанных между собой.

Где на диаграмме:

• AbstractFactory - абстрактная фабрика:
  - объявляет интерфейс для операций, создающих абстрактные объекты-продукты;
• ConcreteFactory - конкретная фабрика:
  - реализует операции, создающие конкретные объекты-продукты;
• AbstractProduct - абстрактный продукт:
  - объявляет интерфейс для типа объекта-продукта;
• ConcreteProduct - конкретный продукт:
  - определяет объект-продукт, создаваемый соответствующей конкретной фабрикой;
  - реализует интерфейс Abstract Product;
• Client - клиент:
  - пользуется исключительно интерфейсами, которые объявлены в классах AbstractFactory и AbstractProduct.

Реализация

   Для примера рассмотрим библиотеку, которая будет содержать в себе классы для работы с разными СУБД. Проектировщик библиотеки возможно захочет держать ее классы слабо связанными с клиентскими приложениями. Таким образом новые классы для работы с СУБД можно будет легко встроить в приложения.

   Давайте предположим, что для работы с СУБД нам необходимо два класса — Connection и Command. Это могут быть абстрактные классы, с реализациями для каждого типа СУБД. К примеру, для mySql это может быть MySqlCommand и MySqlConnection. По такому же принципу, для Oracle это будут OracleCommand и OracleConnection.

   Клиентское приложение не использует библиотеки СУБД напрямую (чтобы сохранить принцип слабого связывания). Вместо этого используются абстрактные классы. Для этого потребуется:

1. Механизм, который позволит получать экземпляры классов для необходимых СУБД
2. Гарантировать, что классы могут использоваться СУБД только одного типа в единицу времени.

  Это может быть сделано путем создания иерархии фабрик. Каждая фабрика будет иметь фабричный метод который создаст экземпляр класса для СУБД. Это ограничит создание объектов только для определенной СУБД в единицу времени.

  Давайте посмотрим, как это будет выглядеть на Java.

Command.java

 package ua.dp.allmycircuits.abstractfactory;  
 /**  
  * Абстрактный класс для SQL команд  
  * @author winkiller  
  */  
 public abstract class Command {  
   public abstract ResultSet execute();  
 }  

Connection.java

 package ua.dp.allmycircuits.abstractfactory;  
 /**  
  * Абстрактный класс для соединения с СУБД  
  * @author winkiller  
  */  
 public abstract class Connection {  
   public abstract void connect();  
 }  

MySqlCommand.java

package ua.dp.allmycircuits.abstractfactory;  
 /**  
  * Реализация Command для mySQL  
  * @author winkiller  
  */  
 public class MySqlCommand extends Command{  
   @Override  
   public ResultSet execute() {  
     System.out.println("MySqlCommand.execute");  
     return new MySqlResultSet();  
   }  
 }  

OracleCommand.java

 package ua.dp.allmycircuits.abstractfactory;  
 /**  
  * Реализация Command для Oracle  
  * @author winkiller  
  */  
 public class OracleCommand extends Command{  
   @Override  
   public ResultSet execute() {  
     System.out.println("OracleCommand.execute");  
     return new OracleResultSet();  
   }  
 } 

 MySqlConnection.java

 package ua.dp.allmycircuits.abstractfactory;  
 /**  
  * Реализация класса для соединения с mySQL  
  * @author winkiller  
  */  
 public class MySqlConnection extends Connection{  
   @Override  
   public void connect() {  
     System.out.println("MySqlConnection.connect");  
   }  
 }  

OracleConnection.java

 package ua.dp.allmycircuits.abstractfactory;  
 /**  
  * Реализация класса для соединения с Oracle  
  * @author winkiller  
  */  
 public class OracleConnection extends Connection{  
   @Override  
   public void connect() {  
     System.out.println("OracleConnection.connect");  
   }  
 } 

 DbFactory.java

 package ua.dp.allmycircuits.abstractfactory;  
 /**  
  * Абстрактный класс фабрики  
  * @author winkiller  
  */  
 public abstract class DbFactory {  
   public abstract Connection createConnection();  
   public abstract Command createCommand();  
 }  

MySqlFactory.java

 package ua.dp.allmycircuits.abstractfactory;  
 /**  
  * Реализация фабрики для mySQL  
  * @author winkiller  
  */  
 public class MySqlFactory extends DbFactory{  
   @Override  
   public Connection createConnection() {  
     return new MySqlConnection();  
   }  
   @Override  
   public Command createCommand() {  
     return new MySqlCommand();  
   }  
 }  

OracleFactory.java

 package ua.dp.allmycircuits.abstractfactory;  
 /**  
  * Реализация фабрики для Oracle  
  * @author winkiller  
  */  
 public class OracleFactory extends DbFactory{  
   @Override  
   public Connection createConnection() {  
     return new OracleConnection();  
   }  
   @Override  
   public Command createCommand() {  
     return new OracleCommand();  
   }  
 }  

 ResultSet.java

 package ua.dp.allmycircuits.abstractfactory;  
 /**  
  * Абстрактный класс для результата  
  * @author winkiller  
  */  
 public abstract class ResultSet {  
   public abstract void hasNext();  
 }

MySqlResultSet.java

 package ua.dp.allmycircuits.abstractfactory;  
 /**  
  * Реализация класса для результата mySQL  
  * @author winkiller  
  */  
 public class MySqlResultSet extends ResultSet{  
   @Override  
   public void hasNext() {  
     System.out.println("MySqlResultSet.hasNext");  
   }  
 }  

 OracleResultSet.java

 package ua.dp.allmycircuits.abstractfactory;  
 /**  
  * Реализация класса для результата Oracle  
  * @author winkiller  
  */  
 public class OracleResultSet extends ResultSet{  
   @Override  
   public void hasNext() {  
     System.out.println("OracleResultSet.hasNext");  
   }  
 }  

 AbstractFactory.java

 package ua.dp.allmycircuits.abstractfactory;  
 /**  
  * Проверка абстрактной фабрики  
  * @author winkiller  
  */  
 public class AbstractFactory {  
   public static void main(String[] args) {  
     transact(new MySqlFactory());  
     transact(new OracleFactory());  
   }  
   private static void transact(DbFactory db){  
     Connection con = db.createConnection();  
     con.connect();  
     Command cmd = db.createCommand();  
     ResultSet set = cmd.execute();  
     set.hasNext();  
   }  
 }  

 Плюсы

1. Позволяет придерживаться принципа слабого связывания
2. Ограничивает использование классов из одного семейства/конфигурации в одну единицу времени
3. Легкое изменение конфигурации

Минусы

1. Количество классов, которое может быть проинициализировано, ограничено интерфейсом абстрактной фабрики
2. Не совсем удобное добавление новых классов

Исходники примера можно скачать с Github