Factory Method

Unterklassen entscheiden, welche Klasse instanziiert wird

So geht’s: Der Ablauf oben spielt main() aus dem Quellcode Schritt für Schritt nach. Achte auf den Aufrufstapel: planeLieferung() läuft in der Oberklasse Logistik, ruft aber erzeugeTransport() auf, und diese Methode kommt aus der Unterklasse. Im Klassendiagramm leuchten dabei beide Klassen auf. Das Produkt entsteht nur in der Unterklasse, die Oberklasse sieht es bloß als Transport.

GoF-Erzeugungsmuster · Java 21

Zweck

Die Factory Method definiert eine Schnittstelle zum Erzeugen eines Objekts, überlässt aber den Unterklassen die Entscheidung, welche Klasse instanziiert wird. Die Oberklasse enthält die Logik, die Unterklasse liefert nur das passende Objekt.

Das Problem

Eine Logistik-Software plant Lieferungen. Anfangs fährt alles per Lkw, also steht im Planungscode new Lkw(...). Kommt Seefracht hinzu, müsste man in diese Logik eingreifen und Fallunterscheidungen einbauen. Mit jeder weiteren Transportart wächst das if-Geflecht, und die eigentlich stabile Planungslogik muss jedes Mal angefasst werden.

Die Lösung

Der Aufruf von new wird in eine eigene, überschreibbare Methode ausgelagert: die Fabrikmethode erzeugeTransport(). Die Planungslogik in der Oberklasse ruft nur diese Methode auf und arbeitet ausschließlich mit dem Interface Transport. Jede Unterklasse überschreibt die Fabrikmethode und liefert ihr eigenes Produkt. Eine neue Transportart bedeutet: eine neue Unterklasse, keine Änderung am bestehenden Code.

Die Beteiligten

Product: Transport ist die Schnittstelle aller erzeugten Objekte.
ConcreteProduct: Lkw und Schiff implementieren sie.
Creator: Logistik deklariert die abstrakte Fabrikmethode und enthält die Geschäftslogik planeLieferung().
ConcreteCreator: StrassenLogistik und SeeLogistik überschreiben die Fabrikmethode.

Factory Method ist eines der wenigen klassenbasierten GoF-Muster: Die Variation entsteht durch Vererbung, nicht durch Komposition.

Java-21-Details

Die Produkte sind records. planeLieferung() ist final, damit Unterklassen nur die Fabrikmethode austauschen, nicht den Ablauf. Die Fabrikmethode ist protected, weil sie ein Erweiterungspunkt für Unterklassen ist und kein Teil der öffentlichen API.

Quellcode

Die Datei FactoryMethod.java ist ohne Build-Tool direkt ausführbar: java FactoryMethod.java

// Factory Method (GoF, Erzeugungsmuster)
// Eine Oberklasse definiert den Ablauf, Unterklassen entscheiden, welches Objekt erzeugt wird.
// Start: java FactoryMethod.java

public class FactoryMethod {

    // --- Produkt ---
    interface Transport {
        String liefere(String ware);
    }

    // --- Konkrete Produkte ---
    record Lkw(String kennzeichen) implements Transport {
        public String liefere(String ware) {
            return ware + " per Lkw " + kennzeichen + " über die Straße";
        }
    }

    record Schiff(String name) implements Transport {
        public String liefere(String ware) {
            return ware + " per Schiff \"" + name + "\" über das Meer";
        }
    }

    // --- Creator: enthält die Geschäftslogik und die abstrakte Fabrikmethode ---
    static abstract class Logistik {

        // Die Factory Method: Unterklassen legen das konkrete Produkt fest
        protected abstract Transport erzeugeTransport();

        // Geschäftslogik, die nur mit dem Produkt-Interface arbeitet
        public final void planeLieferung(String ware) {
            Transport t = erzeugeTransport();
            System.out.println(getClass().getSimpleName() + ": " + t.liefere(ware));
        }
    }

    // --- Konkrete Creator ---
    static final class StrassenLogistik extends Logistik {
        @Override
        protected Transport erzeugeTransport() {
            return new Lkw("HH-AB 123");
        }
    }

    static final class SeeLogistik extends Logistik {
        @Override
        protected Transport erzeugeTransport() {
            return new Schiff("Hanseatic");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Logistik[] logistiker = { new StrassenLogistik(), new SeeLogistik() };

        for (Logistik l : logistiker) {
            l.planeLieferung("20 Paletten Kaffee");
        }
    }
}

Ausgabe

StrassenLogistik: 20 Paletten Kaffee per Lkw HH-AB 123 über die Straße
SeeLogistik: 20 Paletten Kaffee per Schiff "Hanseatic" über das Meer

Wann einsetzen?

Eine Klasse kann nicht vorhersehen, welche Objekte sie erzeugen muss.
Unterklassen sollen festlegen, welche Objekte entstehen, während der Ablauf gleich bleibt.
Ein Framework oder eine Bibliothek soll Nutzern erlauben, eigene Komponenten unterzuschieben.

Nachteile

Für jede Produktvariante braucht es eine eigene Creator-Unterklasse, die Klassenhierarchie wächst also parallel. In modernem Java lässt sich das oft schlanker lösen, indem man dem Creator einen Supplier<Transport> übergibt, statt ihn abzuleiten. Das ist dann allerdings Komposition und streng genommen eher Strategy.

Abgrenzung: statische Fabrikmethoden

Methoden wie List.of(), Optional.of() oder LocalDate.now() heißen ebenfalls „Fabrikmethoden“, sind aber nicht das GoF-Muster. Sie sind statisch und können nicht überschrieben werden. Ihr Zweck ist ein besser benannter Ersatz für Konstruktoren.