30分鐘學(xué)透設(shè)計模式2-隨處可見的Builder模式

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設(shè)計模式系列：
30分鐘學(xué)透設(shè)計模式1-單例模式的前世今生
 30分鐘學(xué)透設(shè)計模式2-隨處可見的Builder模式
 30分鐘學(xué)透設(shè)計模式3-使用最多的Iterator模式
 30分鐘學(xué)透設(shè)計模式4-最簡單的面向接口編程-簡單工廠模式
 30分鐘學(xué)透設(shè)計模式5-從代理模式到AOP

一萌抵、概述

Builder模式：主要用于復(fù)雜對象的構(gòu)建棍丐，通過使用該模式可以有效地減少構(gòu)造函數(shù)或方法傳入的參數(shù)數(shù)量渠牲。
這對于有很多配置項的來初始化的對象非常適用。

通俗的講泌参，builder模式是一步步地創(chuàng)建一個超級復(fù)雜的對象脆淹。
它允許用戶僅通過復(fù)雜對象的類型和內(nèi)容就可以構(gòu)建，完全不需要知道其內(nèi)部細(xì)節(jié)沽一。

總之盖溺，builder模式，不僅可以讓構(gòu)造函數(shù)瘦身铣缠，對非構(gòu)造方法同樣適用烘嘱。

建造者

二、萬年不變的學(xué)生信息管理

上面的概念看起來還是一頭霧水蝗蛙，不知道這個builder模式到底有什么用蝇庭。
那我們通過一個學(xué)生信息管理的例子逐步來說明builder模式的使用方法。

1捡硅、起源

有這樣一個類遗契，記錄了學(xué)生信息。其中學(xué)號病曾、姓名牍蜂、性別和年齡為必須項，其他為非必須項泰涂。

public class Student {
    private int id; // 學(xué)號
    private String name; // 姓名
    private boolean sex; // 性別
    private int age; // 年齡
    // 非必須項
    private String addr; // 家庭地址
    private String phone; // 電話
    private String email; // 郵件
}

我們想要構(gòu)造這樣一個類的實例鲫竞，首先想到的是這樣去做。

public Student(int id, String name, boolean sex, int age,
                        String addr, String phone, String email) {
    this.id = id;
    this.name = name;
    this.sex = sex;
    this.age = age;
    this.addr = addr;
    this.phone = phone;
    this.email = email;
}

假設(shè)有個學(xué)生小王逼蒙，上面7項信息都有从绘，可以這樣使用。
接下來是牢，學(xué)生小李僵井，只有4項基本信息，其他項都不知道驳棱，那我們怎么去做批什？
很簡單...

Student student = new Student(1, "Li", true, 18,"", "", "");

這樣讓我們很難區(qū)分出后面三項參數(shù)的具體含義。
當(dāng)然社搅，我們有更高級的方法去做驻债，例如重載構(gòu)造函數(shù)：

public Student(int id, String name, boolean sex, int age) {
    this(id, name, sex, age, "");
}
public Student(int id, String name, boolean sex, int age, String addr) {
    this(id, name, sex, age, addr, "", "");
}

這里我們可以重載多個構(gòu)造函數(shù)，第一個構(gòu)造4個參數(shù)形葬，第二個構(gòu)造5個參數(shù)合呐，以此類推，最終包含所有的參數(shù)笙以。
額淌实，這未免過于繁瑣，而且也不利于閱讀猖腕。

2拆祈、使用JavaBeans settter進行優(yōu)化

使用setter優(yōu)化話，大概是下面這個樣子谈息，這也是我們經(jīng)吃狄伲看到和使用的。

Student student = new Student();
student.setId(1);
student.setName("Li");
student.setSex(true);
student.setAge(18);
student.setAddr("BeiJing");
student.setPhone("13888888888");

同樣地侠仇，使用setter方法會產(chǎn)生大量重復(fù)的代碼轻姿，而且代碼外觀看起來不是很優(yōu)雅。
并且逻炊，JavaBeans模式有著嚴(yán)重的缺點互亮，構(gòu)造過程分散到多個setter方法中，構(gòu)造過程中由于多線程操作余素，JavaBean可能處于不一致狀態(tài)豹休。

3、使用優(yōu)雅地Builder模式

先看下結(jié)果：

Student student = new Student.Builder()
    .setId(1)
    .isFemale(false)
    .setName("Li")
    .setAge(18)
    .build();

這種形式的代碼是不是非常熟悉呢桨吊？

比如這樣：

String str = new StringBuilder()
    .append("ab")
    .reverse()
    .toString();

再比如這樣：

URI uri = new URIBuilder("http://www.baidu.com")
     .setPath("/hello")
     .setParameter("user", "Li")
     .setParameter("pwd", "123456")
     .build();

// custom() 實際上返回一個 HttpClientBuilder
HttpClient client = HttpClients.custom().build();

System.out.println(client.execute(new HttpGet(uri)));

是不是非常熟悉呢威根？尤其是上面發(fā)送Http請求這個例子凤巨，構(gòu)造Client和URI都是使用的Builder模式。

那這種代碼是怎么實現(xiàn)的呢洛搀？

4敢茁、動手實現(xiàn)一個Builder

在Student類中增加靜態(tài)內(nèi)部類：

public static class Builder {
    private int id;
    private String name;
    private boolean sex;
    private int age;
    private String addr;
    private String phone;
    private String email;

    public Builder setId(int id) {
        this.id = id;
        return this;
    }
   public Builder setName(String name) {
        this.name = name;
        return this;
   }
    public Builder isFemale(boolean sex) {
        this.sex = sex;
        return this;
    }
    public Builder setAge(int age) {
        this.age = age;
        return this;
    }
   // ... 篇幅有限，省略其他的settter
    public Student build() {
        return new Student(this.id, this.name, this.sex, this.age, 
            this.addr, this.phone, this.email); 
    }
}

在客戶端調(diào)用時：

Student student = new Student.Builder()
     .setId(1)
    .isFemale(false)
    .setName("Li")
    .setAge(18)
    .build();

是不是非常簡單呢留美？那custom()那種的是什么情況彰檬？

假設(shè)我們有個Class類來管理學(xué)生，當(dāng)然學(xué)生這個場景不能很好的描述問題：

public class Class {
    public static Student.Builder custom() {
        return new Student.Builder();
    }
}

那我們實際調(diào)用的就會是：

Student student = Class.custom()
    .setId(1)
    .setName("Li")
    .isFemale(false)
    .setAge(18)
    .build();

上面的HttpClients中谎砾，實際有多個生成Client的方式逢倍，如默認(rèn)的，最小的等等景图。custom()只是生成一種通用的而已较雕。

三、優(yōu)缺點以及常見使用場景

1症歇、缺點

使用builder模式郎笆，會額外的增加代碼（多寫一遍屬性和其setter方法），但對于客戶端來講忘晤，代碼可讀性會大大增強宛蚓。
由于builder會多寫一遍setter方法，在屬性非常多的時候设塔，開發(fā)者可能會漏掉一兩個凄吏。

2、缺點

使用builder模式闰蛔，客戶端無需了解產(chǎn)品內(nèi)部組成的細(xì)節(jié)痕钢，將產(chǎn)品本身與產(chǎn)品的創(chuàng)建過程解耦，使得相同的創(chuàng)建過程可以創(chuàng)建不同的產(chǎn)品對象序六。
每一個具體建造者都相對獨立任连，而與其他的具體建造者無關(guān)，程序更便于擴展例诀。

3随抠、場景

如果構(gòu)建對象時，屬性方法太多繁涂，可以試一試builder模式拱她。