Java設計模式筆記之Builder模式
當我第一次使用Picasso的時候，看見下面的官網(wǎng)示例時，我和我的小伙伴都驚呆了！
Picasso.with(context).load("http://i.imgur.com/DvpvklR.png").into(imageView);
如此簡潔明了的使用方式，如此靈活多變的鏈式調(diào)用，讓我深深地迷住了，然后我一直苦苦追求它，奈何天資愚笨，不知如何掀起它的神秘面紗...
不好意思，中二病又犯了，重來一遍。經(jīng)過不懈的努力，終于發(fā)現(xiàn)它就是傳說中的Builder(建造者)模式，并學會了如何與它親密相處。
Builder模式是怎么來的
不知道是哪位賢人曾經(jīng)說過，存在即為合理。Builder模式在眾多的框架以及android原生代碼中存在（比如AlertDialog)，就一定有其價值，用來解決某些需求。
考慮這樣一個場景，假如有一個類(****User****)，里面有很多屬性，并且你希望這些類的屬性都是不可變的(final)，就像下面的代碼：
public class User {
private final String firstName; // 必傳參數(shù)
private final String lastName; // 必傳參數(shù)
private final int age; // 可選參數(shù)
private final String phone; // 可選參數(shù)
private final String address; // 可選參數(shù)
}
在這個類中，有些參數(shù)是必要的，而有些參數(shù)是非必要的。就好比在注冊用戶時，用戶的姓和名是必填的，而年齡、手機號和家庭地址等是非必需的。那么問題就來了，如何創(chuàng)建這個類的對象呢？
一種可行的方案就是實用構(gòu)造方法。第一個構(gòu)造方法只包含兩個必需的參數(shù)，第二個構(gòu)造方法中，增加一個可選參數(shù)，第三個構(gòu)造方法中再增加一個可選參數(shù)，依次類推，直到構(gòu)造方法中包含了所有的參數(shù)。
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;
}
這樣做的好處只有一個：可以成功運行。但是弊端很明顯：
- 參數(shù)較少的時候問題還不大，一旦參數(shù)多了，代碼可讀性就很差，并且難以維護。
- 對調(diào)用者來說也很麻煩。如果我只想多傳一個address參數(shù)，還必需給age、phone設置默認值。而且調(diào)用者還會有這樣的困惑：我怎么知道第四個String類型的參數(shù)該傳address還是phone？
第二種解決辦法就出現(xiàn)了，我們同樣可以根據(jù)JavaBean的習慣，設置一個空參數(shù)的構(gòu)造方法，然后為每一個屬性設置setters和getters方法。就像下面一樣：
public class User {
private String firstName; // 必傳參數(shù)
private String lastName; // 必傳參數(shù)
private int age; // 可選參數(shù)
private String phone; // 可選參數(shù)
private String address; // 可選參數(shù)
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;
}
}
這種方法看起來可讀性不錯，而且易于維護。作為調(diào)用者，創(chuàng)建一個空的對象，然后只需傳入我感興趣的參數(shù)。那么缺點呢？也有兩點：
- 對象會產(chǎn)生不一致的狀態(tài)。當你想要傳入5個參數(shù)的時候，你必需將所有的setXX方法調(diào)用完成之后才行。然而一部分的調(diào)用者看到了這個對象后，以為這個對象已經(jīng)創(chuàng)建完畢，就直接食用了，其實User對象并沒有創(chuàng)建完成。
- ****User****類是可變的了，不可變類所有好處都不復存在。
終于輪到主角上場的時候了，利用Builder模式，我們可以解決上面的問題，代碼如下：
public class User {
private final String firstName; // 必傳參數(shù)
private final String lastName; // 必傳參數(shù)
private final int age; // 可選參數(shù)
private final String phone; // 可選參數(shù)
private final String address; // 可選參數(shù)
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);
}
}
}
有幾個重要的地方需要強調(diào)一下：
- ****User****類的構(gòu)造方法是私有的。也就是說調(diào)用者不能直接創(chuàng)建User對象。
- ****User****類的屬性都是不可變的。所有的屬性都添加了final修飾符，并且在構(gòu)造方法中設置了值。并且，對外只提供getters方法。
- Builder模式使用了鏈式調(diào)用?？勺x性更佳。
- Builder的內(nèi)部類構(gòu)造方法中只接收必傳的參數(shù)，并且該必傳的參數(shù)適用了final修飾符。
相比于前面兩種方法，Builder模式擁有其所有的優(yōu)點，而沒有上述方法中的缺點?？蛻舳说拇a更容易寫，并且更重要的是，可讀性非常好。唯一可能存在的問題就是會產(chǎn)生多余的Builder對象，消耗內(nèi)存。然而大多數(shù)情況下我們的Builder內(nèi)部類使用的是靜態(tài)修飾的(static)，所以這個問題也沒多大關系。
現(xiàn)在，讓我們看看如何創(chuàng)建一個User對象呢？
new User.UserBuilder("王", "小二")
.age(20)
.phone("123456789")
.address("亞特蘭蒂斯大陸")
.build();
相當整潔，不是嗎？你甚至可以用一行代碼完成對象的創(chuàng)建。
關于Builder的一點說明
線程安全問題
由于Builder是非線程安全的，所以如果要在Builder內(nèi)部類中檢查一個參數(shù)的合法性，必需要在對象創(chuàng)建完成之后再檢查。
public User build() {
User user = new user(this);
if (user.getAge() > 120) {
throw new IllegalStateException(“Age out of range”); // 線程安全
}
return user;
}
上面的寫法是正確的，而下面的代碼是非線程安全的：
public User build() {
if (age > 120) {
throw new IllegalStateException(“Age out of range”); // 非線程安全
}
return new User(this);
}
經(jīng)典的Builder模式
上面介紹的Builder模式當然不是“原生態(tài)”的啦，經(jīng)典的Builder模式的類圖如下：
builder
其中：
- Product 產(chǎn)品抽象類。
- Builder 抽象的Builder類。
- ConcretBuilder 具體的Builder類。
- Director 同一組裝過程。
當然，之前實例中的Builder模式，是省略掉了Director的，這樣結(jié)構(gòu)更加簡單。所以在很多框架源碼中，涉及到Builder模式時，大多都不是經(jīng)典GOF的Builder模式，而是省略后的。
總結(jié)
到此這篇關于Java設計模式筆記之Builder模式的文章就介紹到這了,更多相關Java設計模式Builder模式內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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