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设计模式之【建造者模式】使用java建造者模式优雅创建对象


文章目录

  • ​​什么是建造者模式​​
  • ​​一步一步认清建造者模式​​
  • ​​1、传统方式创建对象​​
  • ​​2、建造者模式创建对象​​
  • ​​建造者模式优缺点​​
  • ​​建造者模式适用环境​​
  • ​​与工厂模式的区别​​
  • ​​参考资料​​

什么是建造者模式

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。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。

Builder模式是一步一步创建一个复杂对象的创建型模式,它允许使用者在不知道内部建造细节的情况下,可以更精细的控制对象的构造流程。该模式是为了将构建复杂对象的过程和它的部件解耦,是的构建过程和不见得表示隔离开来。

一步一步认清建造者模式

我们此处借用数据源对象举例,让我们一步一步的从零开始认识建造者模式。

1、传统方式创建对象

public class DataSourceConfig {

private String host;
private Integer port;
private String userName;
private String password;
private String database; // oracle、mysql
private Integer initialSize;
private Integer minIdle;
private Integer maxActive;

// 省略 get set

public static void main(String[] args) {
DataSourceConfig dataSourceConfig = new DataSourceConfig();
dataSourceConfig.setHost("");
dataSourceConfig.setPort(3306);
dataSourceConfig.setInitialSize(10);
// ...
}
}

以上代码相信很多小伙伴都不陌生,new一个对象,然后用set方法赋值,又或者使用超长的构造函数来初始化一个对象,比如说下面:

public DataSourceConfig(String host, Integer port, String userName, String password, String database, Integer initialSize, Integer minIdle, Integer maxActive) {
this.host = host;
this.port = port;
this.userName = userName;
this.password = password;
this.database = database;
this.initialSize = initialSize;
this.minIdle = minIdle;
this.maxActive = maxActive;
}

构造函数的参数太长,代码在可读性和易用性上都会变差。在使用构造函数的时候,我们就容易搞错各参数的顺序,传递进错误的参数值,导致非常隐蔽的 bug。

而参数过多,使用set方法很容易漏掉某个参数,导致一些问题。

还有一种问题,这种使用 构造方法创建对象的方式,参数值只能程序员自己确保一定是正确的,否则我们做参数的判断可能就需要这样做:

public DataSourceConfig(String host, Integer port, String userName, String password, String database, Integer initialSize, Integer minIdle, Integer maxActive) {
this.host = host;
this.port = port;
this.userName = userName;
this.password = password;
this.database = database;
this.initialSize = initialSize;
this.minIdle = minIdle;
this.maxActive = maxActive;
if(port < 0){
throw new IllegalArgumentException("port不能为负数");
}
if(initialSize < 0){
throw new IllegalArgumentException("initialSize不能为负数");
}
// ... 其他判断
}

而使用set的方式创建对象,可能需要这样做:

public void setPort(Integer port) {
if(port < 0){
throw new IllegalArgumentException("port不能为负数");
}
this.port = port;
}

但是,使用set的方式没法解决属性依赖的问题,比如说maxActive字段与initialSize必须是某个比另一个大,等等。

此时,建造者模式可能会解决这一切困惑与难题。

2、建造者模式创建对象

我们采取“约定大于配置”,将一些基础属性设置默认值,并且有些参数校验可以在最后的build校验,同时,如果不放心的话,也可以在set中校验。

以下实例,创建对象就简单太多了:

public class DataSourceConfig {

private String host;
private Integer port;
private String database; // oracle、mysql
private Integer initialSize;
private Integer minIdle;
private Integer maxActive;

// 构造函数私有化
private DataSourceConfig(Builder builder) {
this.host = builder.host;
this.port = builder.port;
this.database = builder.database;
this.initialSize = builder.initialSize;
this.minIdle = builder.minIdle;
this.maxActive = builder.maxActive;
}


// builder静态内部类
public static class Builder {
private static final int DEFAULT_INITIAL_SIZE = 10;
private static final int DEFAULT_MIN_IDLE = 30;
private static final int DEFAULT_MAX_ACTIVE = 200;

// 设置一样的字段,加上初始值
private String host;
private Integer port;
private String database; // oracle、mysql
private Integer initialSize = DEFAULT_INITIAL_SIZE;
private Integer minIdle = DEFAULT_MIN_IDLE;
private Integer maxActive = DEFAULT_MAX_ACTIVE;

// 对外暴露build方法
public DataSourceConfig build(){
// 做参数校验,此处省略其他
if(StringUtils.isBlank(host)){
throw new IllegalArgumentException("host不能为空");
}

// 直接使用builder返回想要的对象
return new DataSourceConfig(this);
}

public Builder setHost(String host) {
this.host = host;
// 支持链式调用
return this;
}

public Builder setPort(Integer port) {
this.port = port;
// 支持链式调用
return this;
}

public Builder setDatabase(String database) {
this.database = database;
// 支持链式调用
return this;
}

// ... 省略其他set方法

}


public static void main(String[] args) {
// 约定大于配置
DataSourceConfig config = new DataSourceConfig.Builder()
.setHost("localhost")
.setPort(3306)
.setDatabase("mysql")
// 省略其他参数
.build();
}
}

建造者模式优缺点

优点:

  • 产品的建造和表示分离,实现了解耦,可以使用相同的创建过程得到不同的产品。
  • 将复杂对象的创建步骤分解在不同的方法中,使得创建过程更加清晰。(良好的封装性,不必知道内部组成的细节)
  • 增加新的具体建造者无需修改原有类库的代码,易于拓展,符合“开闭原则“。

缺点:

  • 对象必须有共同点,限制了使用范围。建造者模式创造出来的对象,其组成部分基本相同。如果对象之间的差异较大,则不适用这个模式。
  • 产生多余的builder对象以及director对象,消耗内存。
  • 如内部变化复杂,会有很多的建造类,难以维护。

建造者模式适用环境

  • 相同的方法,不同的执行顺序,产生不同的事件结果。
  • 对各部件或零件,都可以配到一个对象中,但是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了不同的结果,这个时候使用创建者模式非常合适。
  • 当初始化一个对象特别复杂,如参数多,且很多参数都有默认值时(一个类有多个构造函数的时候,可以考虑使用建造者模式)
  • 需要生成的产品对象有复杂的内部结构,这些产品对象具备共性;
  • 隔离复杂对象的创建和使用,并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。
  • 类的属性之间有一定的依赖关系或者约束条件。
  • 如果我们希望创建不可变对象,也就是说,对象在创建好之后,就不能再修改内部的属性值

与工厂模式的区别

工厂模式是用来创建不同但是相关类型的对象(继承同一父类或者接口的一组子类),由给定的参数来决定创建哪种类型的对象。建造者模式是用来创建一种类型的复杂对象,通过设置不同的可选参数,“定制化”地创建不同的对象。

参考资料

​​https://www.kongzid.com/archives/design3​​ 王争老师《设计模式之美》


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