Java设计中的Builder模式的介绍

概述

Builder模式：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

使用场景

• 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的事件结果
• 多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但产生的运行结果又不相同时
• 产品类非常复杂，或者产品类中的调用顺序不同产生不同的作用
• 当初始化一个对象特别复杂，如参数多，且很多参数都具有默认值时

下面从一个Person例子进行分析重叠构造器模式、JavaBeans模式、Builder模式的使用。Person类有两个必要参数（id和name），有5个可选参数（age,sex,phone,address和desc）

重叠构造器模式

在这种模式下，你提供第一个只有必要参数的构造器，第二个构造器有一个可选参数，第三个有两个可选参数，依此类推，最后一个构造器包含所有的可选参数。下面看看其编程实现：

/ * 使用重叠构造器模式
 */
public class Person {
 //必要参数
 private final int id;
 private final String name;
 //可选参数
 private final int age;
 private final String sex;
 private final String phone;
 private final String address;
 private final String desc;
 public Person(int id, String name) {
 this(id, name, 0);
 }
 public Person(int id, String name, int age) {
 this(id, name, age, "");
 }
 public Person(int id, String name, int age, String sex) {
 this(id, name, age, sex, "");
 }
 public Person(int id, String name, int age, String sex, String phone) {
 this(id, name, age, sex, phone, "");
 }
 public Person(int id, String name, int age, String sex, String phone, String address) {
 this(id, name, age, sex, phone, address, "");
 }
 public Person(int id, String name, int age, String sex, String phone, String address, String desc) {
 this.id = id;
 this.name = name;
 this.age = age;
 this.sex = sex;
 this.phone = phone;
 this.address = address;
 this.desc = desc;
 }
}

从上面的代码中，当你想要创建实例的时候，就利用参数列表最短的构造器，但该列表中包含了要设置的所有参数：

Person person = new Persion(1, "李四", 20, "男", "18800000000", "China", "测试使用重叠构造器模式");

重叠构造器可行，但是当有许多参数的时候，创建使用代码会很难写，并且较难以阅读

JavaBeans模式

采用Javabean 的写法，写一堆属性的setter方法，通过生成对象，让后调用setter方法给属性赋值。

/ * 使用JavaBeans模式
 */
public class Person {
 //必要参数
 private int id;
 private String name;
 //可选参数
 private int age;
 private String sex;
 private String phone;
 private String address;
 private String desc;
 public void setId(int id) {
 this.id = id;
 }
 public void setName(String name) {
 this.name = name;
 }
 public void setAge(int age) {
 this.age = age;
 }
 public void setSex(String sex) {
 this.sex = sex;
 }
 public void setPhone(String phone) {
 this.phone = phone;
 }
 public void setAddress(String address) {
 this.address = address;
 }
 public void setDesc(String desc) {
 this.desc = desc;
 }

这种模式弥补了重叠构造器模式的不足。创建实例很容易，这样产生的代码读起来也很容易：

Person person = new Person();
person.setId(1);
person.setName("李四");
person.setAge(20);
person.setSex("男");
person.setPhone("18800000000");
person.setAddress("China");
person.setDesc("测试使用JavaBeans模式");

JavaBeans模式因为构造过程被分到了几个调用中，在构造过程中JavaBean可能处于不一致的状态。类无法仅仅通过检验构造器参数的有效性来保证一致性。

Builder模式

Builder模式既能保证像重叠构造器那样的安全，也能实现JavaBean模式那样的可读性。

/**
 * 使用Builder模式
 */
public class Person {
 //必要参数
 private final int id;
 private final String name;
 //可选参数
 private final int age;
 private final String sex;
 private final String phone;
 private final String address;
 private final String desc;
 private Person(Builder builder) {
 this.id = builder.id;
 this.name = builder.name;
 this.age = builder.age;
 this.sex = builder.sex;
 this.phone = builder.phone;
 this.address = builder.address;
 this.desc = builder.desc;
 }
 public static class Builder {
 //必要参数
 private final int id;
 private final String name;
 //可选参数
 private int age;
 private String sex;
 private String phone;
 private String address;
 private String desc;
 public Builder(int id, String name) {
  this.id = id;
  this.name = name;
 }
 public Builder age(int val) {
  this.age = val;
  return this;
 }
 public Builder sex(String val) {
  this.sex = val;
  return this;
 }
 public Builder phone(String val) {
  this.phone = val;
  return this;
 }
 public Builder address(String val) {
  this.address = val;
  return this;
 }
 public Builder desc(String val) {
  this.desc = val;
  return this;
 }
 public Person build() {
  return new Person(this);
 }
 }
}

Person是不可变得，所有的默认参数值都单独放在一个地方。builder的setter方法返回builder本身，以便可以链式调用。下面是客户端使用代码：

Person person = new Person.Builder(1, "张三")
                .age(18).sex("男").desc("测试使用builder模式").build();

Android源码中的Builder模式

• AlertDialog源码
• Universal-Image-Loader图片库
• OkHttp的Request源码

优点：

• 良好的封装性，使用建造者模式可以使客户端不比知道产品内部组成的细节
• 建造者独立，容易扩展（可通过抽象———接口，抽象类）

缺点：

• 会产生多余的Builder对象以及Director对象，消耗内存

总结 ：Builder模式通常作为配置类的构建器将配置的构建和表示分离开来，同时也是将配置从目标类中隔离出来，避免过多的setter方法。