建造者模式详解

建造者模式详解

1.1 建造者模式概述

1.1.1 定义

建造者模式（Builder Pattern）将一个复杂对象的构建过程与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示，属于创建型设计模式。

• 构建与表示分离：构建代表对象创建，表示代表对象行为、方法，也就是将对象的创建与行为分离。
• 创建不同的表示：也就是具备同样的行为，但是由于构建的行为顺序不同或其他原因可以创建出不同的表示。

1.1.2 应用场景

• 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的结果
• 多种不同变量，组装到一个对象，产生的结果不相同
• 不同的调用顺序会产生不同的作用
• 初始化对象过程复杂并且很多参数有默认值

1.2 建造者模式的通用写法

package org.example.builder;

import org.example.prototype.Person;

public interface IBuilder {
    Person builder();
}
package org.example.builder;

import org.example.prototype.Person;

public class ConcreateBuilder implements IBuilder{

    private Person person =new Person();
    @Override
    public Person builder() {
        return person;
    }
}

建造者模式主要包含4个角色：

• 需要创建的对象
• 抽象建造者
• 具体建造者
• 调用者

2.1建造者模式结局实际问题

2.2.1建造者模式的链式写法

package org.example.builder;

import lombok.Data;

@Data
public class Car {
    // 发动机
    private String engine;

    private String wheel;

    private String skeleton;
}
package org.example.builder;

public class CarBuilder {

    private Car car = new Car();

    public CarBuilder buildWheel(String wheel) {
        car.setWheel(wheel);
        return this;
    }

    public CarBuilder buildEngine(String engine) {
        car.setEngine(engine);
        return this;
    }

    public CarBuilder buildSkeleton(String skeleton) {
        car.setSkeleton(skeleton);
        return this;
    }

    public Car buildCar() {
        return car;
    }
}

package org.example.builder;

public class BuilderTest {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new CarBuilder().buildWheel("米其林静音胎")
                .buildEngine("2.0T")
                .buildSkeleton("铝合金")
                .buildCar();
    }
}

这种链式的写法是比较常用的，我们经常会在使用JDK的类或者框架源码中看到。
再介绍另一种写法，静态内部类方式对builder进行封装：

package org.example.builder;

import lombok.Data;

@Data
public class Car {
    // 发动机
    private String engine;

    private String wheel;

    private String skeleton;
    
    public static class Builder{
        private Car car = new Car();

        public Builder buildWheel(String wheel) {
            car.setWheel(wheel);
            return this;
        }

        public Builder buildEngine(String engine) {
            car.setEngine(engine);
            return this;
        }

        public Builder buildSkeleton(String skeleton) {
            car.setSkeleton(skeleton);
            return this;
        }

        public Car buildCar() {
            return car;
        }
    }
}

这样的写法使产品和创建之间的联系更紧密，结构更紧凑，便于维护。

3.1 建造者模式在框架源码中的应用

3.1.1 在JDK源码中的应用

• StringBuilder

public final class StringBuilder
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence
{
.....
    @Override
    public StringBuilder append(Object obj) {
        return append(String.valueOf(obj));
    }

    @Override
    public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }
    public StringBuilder append(StringBuffer sb) {
        super.append(sb);
        return this;
    }

可以看到append方法是标准的链式写法。

3.1.2 建造者模式在Spring源码中的应用

• BeanDefinitionBuilder
  

4.1 建造者模式扩展

4.1.1 建造者模式与工厂模式的区别

• 建造者模式更注重方法的调用顺序，组装的方式会影响创建出来的对象的不同，而工厂模式创建出来的对象都一样。
• 关注点不一样，建造者模式需要知道对象是由哪些部件组成，工厂模式不需要知道细节。

4.1.2 优缺点

优点：

• 封装性好，构建和表示分离
• 扩展性好，建造类之间独立，在一定程度上解耦
• 将复杂对象拆分，便于控制细节
  缺点
• 代码复杂度增加
• 如果产品内部发生变化，建造者需同步修改，增加了一定的维护成本