Factory: bản chất của mẫu Factory Method và Abstract Factory

Factory là gì: bản chất của mẫu tạo đối tượng?

Factory — một mẫu thiết kế tạo đối tượng từ danh mục GoF. Ý tưởng chính: chuyển logic tạo đối tượng khỏi mã khách hàng vào một phương thức hoặc lớp riêng biệt. Khách hàng làm việc với một giao diện hoặc lớp trừu tượng, trong khi triển khai cụ thể được tạo bởi factory. Điều này thực hiện nguyên tắc Đảo ngược Phụ thuộc: khách hàng không phụ thuộc vào các lớp cụ thể, chỉ phụ thuộc vào các trừu tượng.

Hai biến thể của Factory: Factory Method và Abstract Factory. Factory Method — một phương thức duy nhất trong lớp mà các lớp con ghi đè để tạo đối tượng. Abstract Factory — một giao diện với một họ các phương thức factory để tạo nhóm các đối tượng liên quan. Cả hai biến thể đều giải quyết cùng một vấn đề: khách hàng không gọi new MyClass() trực tiếp, mà yêu cầu factory tạo đối tượng theo loại hoặc tham số của nó.

Factory vs new() — việc tạo đối tượng trực tiếp gắn chặt mã với một triển khai cụ thể. Factory thêm một lớp: thay đổi triển khai chỉ yêu cầu chỉnh sửa factory, không phải tất cả khách hàng. Trong phát triển di động, Factory được sử dụng tích cực để tạo ViewModel (ViewModelProvider.Factory), máy khách mạng (Retrofit.create()), bộ chuyển đổi danh sách và factory tuần tự hóa. Các vùng chứa DI (Dagger, Koin) tự động tạo factory.

Factory Method: ví dụ Swift và Kotlin

Factory Method — một phương thức được khai báo trong giao thức hoặc lớp trừu tượng, trả về một đối tượng của một loại cụ thể. Các lớp con triển khai phương thức, tạo ra các thể hiện cụ thể. Trong Swift, nó có thể là phương thức tĩnh trong giao thức hoặc phương thức trong lớp cơ sở. Trong Kotlin — companion object với phương thức factory hoặc open fun trong lớp trừu tượng. Mẫu này được sử dụng rộng rãi để tạo trình phân tích cú pháp, factory lỗi và trình xây dựng truy vấn.

protocol PaymentGateway {
    func processPayment(amount: Decimal) async throws -> PaymentResult
}

final class StripeGateway: PaymentGateway { /* ... */ }
final class ApplePayGateway: PaymentGateway { /* ... */ }

enum PaymentType { case stripe, applePay }

final class PaymentFactory {
    // Factory Method
    static func create(type: PaymentType) -> PaymentGateway {
        switch type {
        case .stripe: return StripeGateway()
        case .applePay: return ApplePayGateway()
        }
    }
}

// Sử dụng
let gateway = PaymentFactory.create(type: .stripe)

Phiên bản Kotlin của Factory Method sử dụng companion object hoặc sealed class để giới hạn loại. Sealed class đảm bảo rằng nhánh when bao phủ tất cả các loại có thể — trình biên dịch kiểm tra tính đầy đủ. Điều này điển hình cho các dự án Android nơi factory tạo các triển khai Repository hoặc DataSource khác nhau tùy theo build flavour hoặc cấu hình.

sealed class PaymentType {
    object Stripe : PaymentType()
    object ApplePay : PaymentType()
}

interface PaymentGateway {
    suspend fun processPayment(amount: BigDecimal): PaymentResult
}

class PaymentFactory {
    companion object {
        fun create(type: PaymentType): PaymentGateway = when (type) {
            PaymentType.Stripe -> StripeGateway()
            PaymentType.ApplePay -> ApplePayGateway()
        }
    }
}

Abstract Factory: họ các đối tượng liên quan

Abstract Factory — một mẫu để tạo họ các đối tượng liên quan hoặc phụ thuộc lẫn nhau mà không chỉ định các lớp cụ thể của chúng. Khách hàng làm việc với giao diện factory trừu tượng, định nghĩa các phương thức để tạo từng sản phẩm của họ. Một factory cụ thể triển khai giao diện và tạo các đối tượng của một biến thể cụ thể. Ví dụ, factory thành phần UI cho iOS tạo UIButton, UILabel, UITableView, trong khi cho Android — Button, TextView, RecyclerView.

Abstract Factory vs Factory Method — Factory Method tạo một loại đối tượng thông qua kế thừa, Abstract Factory tạo một họ đối tượng thông qua hợp thành. Factory Method được ghi đè trong các lớp con, Abstract Factory cung cấp nhiều phương thức factory thông qua một giao thức. Abstract Factory thường chứa nhiều Factory Method. Trong phát triển di động, Abstract Factory được sử dụng cho các thành phần phụ thuộc nền tảng, thiết kế chủ đề và factory cơ sở dữ liệu.

Trường hợp thực tế của Abstract Factory trong Android — triển khai các loại cơ sở dữ liệu khác nhau (SQLite vs Room) thông qua một giao diện DatabaseFactory duy nhất. Factory tạo các đối tượng DAO, di chuyển và nhóm kết nối. Trong iOS — factory dịch vụ cho các môi trường khác nhau (Development/Staging/Production). Abstract Factory hiếm khi được sử dụng trực tiếp — các chức năng của nó được đảm nhận bởi các vùng chứa DI (Dagger Module, Swinject Assembly).

Factory trong iOS: giao thức và phương thức tĩnh

Swift Factory được triển khai thông qua các giao thức và phương thức tĩnh. Giao thức Factory khai báo một phương thức create() trả về một loại trừu tượng. Một factory cụ thể triển khai giao thức và tạo các đối tượng cần thiết. Swift không yêu cầu một lớp factory riêng cho các trường hợp đơn giản — một phương thức tĩnh trong enum hoặc struct là đủ. Đối với các kịch bản phức tạp, giao thức Factory với tiêm DI được sử dụng.

Factory trong iOS SDK — nhiều factory hệ thống: UIStoryboard.instantiateViewController(withIdentifier:), NSKeyedUnarchiver.unarchivedObject(ofClass:from:), JSONDecoder().decode(_:from:). Các nhà phát triển tạo factory cho ViewController (StoryboardFactory), cho dịch vụ (ServiceFactory) và cho mô hình dữ liệu. Factory Method được sử dụng tích cực trong các kiến trúc VIPER và Clean Swift để tạo các mô-đun màn hình.

Factory + DI — một giải pháp thay thế hiện đại: vùng chứa DI (Swinject, Factory) tự động tạo factory cho các loại đã đăng ký. Vùng chứa lưu trữ công thức tạo đối tượng và giải quyết các phụ thuộc. Thư viện Factory (github.com/hmlongco/Factory) sử dụng @Injected(.service) để tiêm tự động. Các factory DI được kiểm thử bằng cách thay thế toàn bộ mô-đun với một dòng duy nhất: container.register { MockService() }.

Factory trong Android: companion factory và module DI

Android Factory — một ví dụ cổ điển: ViewModelProvider.Factory để tạo ViewModel với tham số. Google khuyến nghị sử dụng Hilt để tự động tạo factory ViewModel — chú thích @HiltViewModel tạo Factory tự động. Đối với các đối tượng đơn giản, companion object với phương thức create() hoặc invoke() được sử dụng. Trong Kotlin, toán tử invoke cho phép gọi factory như một hàm: Factory(param).

Factory trong Jetpack Compose — factory được sử dụng để tạo trạng thái và hiệu ứng. remember { Factory.create() } tạo một đối tượng ở lần kết xuất đầu tiên và giữ nó trong suốt vòng đời của composable. ViewModel trong Compose được tạo qua viewModel() — đây là một factory do Hilt quản lý. Trong Compose, factory ít xuất hiện rõ ràng hơn, vì DI và Compose StateManager xử lý việc tạo đối tượng.

Factory vs Hilt — Dagger/Hilt tự động tạo factory tại thời điểm biên dịch. @Module + @Providers thay thế Factory Method, @Binds thay thế Abstract Factory. Các factory thủ công vẫn phù hợp cho việc chọn triển khai động trong thời gian chạy (kiểm thử A/B, feature flag). Đối với các phụ thuộc tĩnh, Hilt tự động hóa hoàn toàn việc tạo đối tượng — nhà phát triển chỉ viết giao diện và chú thích.