FactoryパターンのJava実装を完全解説|実務で使える使い方・メリット・具体例まとめ

Java

はじめに:Factoryパターンは「正しい設計への入り口」

Javaで開発をしていると、同じインタフェースを持つ複数のクラスを使い分ける場面が必ず出てきます。

例えば、

  • Circle / Rectangle / Triangle のような図形
  • MySQL / PostgreSQL のようなDBクライアント
  • ローカル / クラウドに保存するストレージ
  • CSV / JSON / XML のパーサ

こういった種類の異なるオブジェクトたちを「どこで生成するか?」は、システム設計では非常に重要です。

たとえば次のようなコードは、最初はシンプルに見えてもすぐに限界がきます。

  • 分岐が増える
  • クライアントが実装クラスに依存する
  • 拡張したいとき修正箇所が増える
  • テストしづらい

そこで登場するのが Factoryパターン(工場パターン) です。

この記事では、Factoryパターンを
「初心者でも分かる言葉で、実務経験者が読んでも満足できるレベルまで」
徹底的に分かりやすく解説します。


Factoryパターンとは?(小学生にも分かる説明)

Factoryパターンは、一言でいえば:

「オブジェクトを作る場所(工場)をひとつにまとめる設計方法」

です。

普通はこうします。

Factoryパターンではこう変わります。

使う側は Circle という実装を知らなくてよい のが重要なポイントです。

🍱 お弁当の例で説明すると…

  • ご飯、肉、野菜、デザート…
  • 入れるのは工場(Factory)
  • 食べる側(クライアント)は「から揚げ弁当つくって!」と言うだけ

中身(何を new しているか)を知らなくても良い。

この「仕組みの分離」が大規模アプリの保守性を劇的に上げます。


Factoryパターンが解決する問題

Factoryは何のためにあるのでしょうか?

1:new の乱立を防ぐ

多くの場所で new を使うと、クラスが実装に強く依存してしまいます。

2:変更に弱いコードになるのを防ぐ

「クラスを追加」「振る舞いを変更」したいとき、あちこちの new を直す羽目になります。

Factoryを使えば 生成部分を1か所に集約 できます。

3:クライアントコードが条件分岐だらけになる問題を解決

Factory内部で分岐すれば十分。
クライアントが if 文だらけになるのを防げます。

4:テストしやすいコードにする

Factoryを使えば、テスト時にモックを用意することが簡単になります。

5:OCP(オープン・クローズド原則)に合う

「拡張には開いている」「変更には閉じている」
Factoryはこれを実現する重要な要素です。


Javaでの最も典型的なFactoryパターン(Simple Factory)

業務システムで最もよく使われるのは Simple Factory です。

もっともシンプルに、クラス生成だけを担当します。

◆ Interface と実装クラスを用意

◆ Factory クラスの実装

◆ 使う側のコード(依存がとても弱い!)

クライアント側は new Circle() を直接知らなくてもOK。


Factory Methodパターン(レベルアップ版)

次は「Factory Method パターン」。
Javaの本格的な設計でよく登場します。

◆ 構造

  • 抽象クラス(またはインタフェース)に factory method を定義
  • サブクラスで「何を生成するか」を決める

例:UIダイアログのパターン(Windows / Mac)

サブクラスで生成を切り替え:

「どのボタンか」はサブクラスが決定し、
「使い方」は共通のまま。
非常に柔軟です。


Simple Factory と Factory Method の違い(表で比較)

項目Simple FactoryFactory Method
クラス数少ない増えるが柔軟
生成ロジックFactoryに集約サブクラスごとに生成
拡張性普通高い
実務利用非常に多い中規模以上でよく使う
学習難易度低い

さらに進化した Abstract Factory

Abstract Factory は「関連する複数のオブジェクト」をまとめて生成したいときに使います。

  • ボタン
  • メニュー
  • テキストボックス

など、UIをまとめて OS ごとに切り替えるときに便利。


Factoryパターンのメリットまとめ

1:依存を減らせる

クライアントが実装クラスに依存しない。

2:変更に強いコードになる

クラス追加時、Factory側だけ変更すれば良い。

3:テストがしやすくなる

インタフェースだけ知っていればモックで差し替えOK。

4:可読性と保守性が上がる

new が散らばると地獄。
Factoryがまとめてくれる。


Factoryパターンのデメリット

  • クラス数が増える
  • 小規模では過剰設計になる
  • 使いどころを誤ると複雑になる

ただし、中規模以上のシステムではほぼ標準的に使われます。


実務でのFactoryパターンのよくある使いどころ

  • ログ出力クラスの切り替え
  • DB接続クライアントの切り替え
  • ファイル形式(CSV / JSON / XML)の切り替え
  • APIクライアントの切り替え
  • 認証方式の切り替え
  • ストレージの切り替え(ローカル / S3 など)

どれも “実装が複数あるもの” に強いパターンです。


Java と Factoryパターンの相性が良い理由

Javaは以下の理由でFactoryとの相性が抜群です。

  • インタフェースを中心とした設計がしやすい
  • 抽象化と多態性(ポリモーフィズム)が自然
  • IDEの補完が強力で読みやすい
  • 大規模開発とマッチする

特にJavaは現場での保守性が何より重要。
Factoryパターンはその要求に完全に合うパターンです。


Javaエンジニアを目指す人は Factory を必ず理解すべき

Factoryはオブジェクト指向の基礎であり、
エンジニアとして成長するための必須スキルです。

Javaプログラマーとして差がつくポイントでもあります。


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まとめ

  • Factoryパターンは「オブジェクト生成」を分離し、コードを柔軟にする
  • Simple Factory、Factory Method、Abstract Factory を理解すれば実務で困らない
  • JavaはFactoryパターンとの相性が非常に良い
  • 設計力の基礎として必ず習得すべきテクニック

ぜひ自分の開発プロジェクトでも取り入れてみてください!

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