设计模式之Builder模式

素颜马尾好姑娘i 2022-06-08 05:05 196阅读 0赞

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## Builder模式是怎么来的 ##

不知道是哪位贤人曾经说过，存在即为合理。Builder模式在众多的框架以及android原生代码中存在（比如AlertDialog)，就一定有其价值，用来解决某些需求。

考虑这样一个场景，假如有一个类(**User**)，里面有很多属性，并且你希望这些类的属性都是不可变的(final)，就像下面的代码：

在这个类中，有些参数是必要的，而有些参数是非必要的。就好比在注册用户时，用户的姓和名是必填的，而年龄、手机号和家庭地址等是非必需的。那么问题就来了，如何创建这个类的对象呢？

一种可行的方案就是实用构造方法。第一个构造方法只包含两个必需的参数，第二个构造方法中，增加一个可选参数，第三个构造方法中再增加一个可选参数，依次类推，直到构造方法中包含了所有的参数。

public User(String firstName, String lastName) { this(firstName, lastName, 0); } public User(String firstName, String lastName, int age) { this(firstName, lastName, age, ""); } public User(String firstName, String lastName, int age, String phone) { this(firstName, lastName, age, phone, ""); } public User(String firstName, String lastName, int age, String phone, String address) { this.firstName = firstName; this.lastName = lastName; this.age = age; this.phone = phone; this.address = address; }

这样做的好处只有一个：可以成功运行。但是弊端很明显：

*  参数较少的时候问题还不大，一旦参数多了，代码可读性就很差，并且难以维护。
 *  对调用者来说也很麻烦。如果我只想多传一个`address`参数，还必需给`age`、`phone`设置默认值。而且调用者还会有这样的困惑：我怎么知道第四个`String`类型的参数该传`address`还是`phone`？

第二种解决办法就出现了，我们同样可以根据JavaBean的习惯，设置一个空参数的构造方法，然后为每一个属性设置`setters`和`getters`方法。就像下面一样：

public class User { private String firstName; // 必传参数 private String lastName; // 必传参数 private int age; // 可选参数 private String phone; // 可选参数 private String address; // 可选参数 public User() { } public String getFirstName() { return firstName; } public String getLastName() { return lastName; } public int getAge() { return age; } public String getPhone() { return phone; } public String getAddress() { return address; } }

这种方法看起来可读性不错，而且易于维护。作为调用者，创建一个空的对象，然后只需传入我感兴趣的参数。那么缺点呢？也有两点：

*  对象会产生不一致的状态。当你想要传入5个参数的时候，你必需将所有的`setXX`方法调用完成之后才行。然而一部分的调用者看到了这个对象后，以为这个对象已经创建完毕，就直接食用了，其实User对象并没有创建完成。
 *  **User**类是可变的了，不可变类所有好处都不复存在。

终于轮到主角上场的时候了，利用Builder模式，我们可以解决上面的问题，代码如下：

public class User { private final String firstName; // 必传参数 private final String lastName; // 必传参数 private final int age; // 可选参数 private final String phone; // 可选参数 private final String address; // 可选参数 private User(UserBuilder builder) { this.firstName = builder.firstName; this.lastName = builder.lastName; this.age = builder.age; this.phone = builder.phone; this.address = builder.address; } public String getFirstName() { return firstName; } public String getLastName() { return lastName; } public int getAge() { return age; } public String getPhone() { return phone; } public String getAddress() { return address; } public static class UserBuilder { private final String firstName; private final String lastName; private int age; private String phone; private String address; public UserBuilder(String firstName, String lastName) { this.firstName = firstName; this.lastName = lastName; } public UserBuilder age(int age) { this.age = age; return this; } public UserBuilder phone(String phone) { this.phone = phone; return this; } public UserBuilder address(String address) { this.address = address; return this; } public User build() { return new User(this); } } }

有几个重要的地方需要强调一下：

*  **User**类的构造方法是私有的。也就是说调用者不能直接创建User对象。
 *  **User**类的属性都是不可变的。所有的属性都添加了final修饰符，并且在构造方法中设置了值。并且，对外只提供`getters`方法。
 *  Builder模式使用了链式调用。可读性更佳。
 *  Builder的内部类构造方法中只接收必传的参数，并且该必传的参数适用了final修饰符。

相比于前面两种方法，Builder模式拥有其所有的优点，而没有上述方法中的缺点。客户端的代码更容易写，并且更重要的是，可读性非常好。唯一可能存在的问题就是会产生多余的Builder对象，消耗内存。然而大多数情况下我们的Builder内部类使用的是静态修饰的(static)，所以这个问题也没多大关系。

现在，让我们看看如何创建一个`User`对象呢？

new User.UserBuilder("王", "小二") .age(20) .phone("123456789") .address("亚特兰蒂斯大陆") .build();

相当整洁，不是吗？你甚至可以用一行代码完成对象的创建。

## 关于Builder的一点说明 ##

### 线程安全问题 ###

由于Builder是非线程安全的，所以如果要在Builder内部类中检查一个参数的合法性，必需要在对象创建完成之后再检查。

public User build() { User user = new user(this); if (user.getAge() > 120) { throw new IllegalStateException(“Age out of range”); // 线程安全 } return user; }

上面的写法是正确的，而下面的代码是非线程安全的：

public User build() { if (age > 120) { throw new IllegalStateException(“Age out of range”); // 非线程安全 } return new User(this); }

## 经典的Builder模式 ##

上面介绍的Builder模式当然不是“原生态”的啦，经典的Builder模式的类图如下：

![1240][]

builder

其中：

*  Product 产品抽象类。
 *  Builder 抽象的Builder类。
 *  ConcretBuilder 具体的Builder类。
 *  Director 同一组装过程。

当然，之前实例中的Builder模式，是省略掉了Director的，这样结构更加简单。所以在很多框架源码中，涉及到Builder模式时，大多都不是经典GOF的Builder模式，而是省略后的。

[http_www.jianshu.com_p_e2a2fe3555b9]: http://www.jianshu.com/p/e2a2fe3555b9
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