Android学习之构建者（Builder）模式

最近在Android开发http://www.maiziedu.com/course/android/中，使用 Retrofit 和 OkHttp 框架的过程中发现创建相关对象时频繁使用到了Builder模式，链式调用的方式让代码变得简洁、易懂，但自己也只是知其然而不知其所以然，所以决定做个笔记加深下印象。

一、场景分析

在实际开发中，往往会遇到需要构建一个复杂的对象的代码，像这样的：

public class User {

private String name; // 必传

private String cardID; // 必传

private int age; // 可选

private String address; // 可选

}

于是我们起手就是撸了一串这样的代码，譬如：

通过构造函数的参数形式去写一个实现类

User(String name);

User(String name, String cardID);

User(String name, String cardID,int age);

User(String name, String cardID,int age, String address);

又或者通过设置setter和getter方法的形式写一个实现类

public class User {

private String name; // 必传

private String cardID; // 必传

private int age; // 可选

private String address; // 可选

public String getName() {

return name;

}

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

public String getCardID() {

return cardID;

}

public void setCardID(String cardID) {

this.cardID = cardID;

}

public int getAge() {

return age;

}

public void setAge(int age) {

this.age = age;

}

public String getAddress() {

return address;

}

public void setAddress(String address) {

this.address = address;

}

}

先说说这两种方式的优劣：

第一种在参数不多的情况下，是比较方便快捷的，一旦参数多了，代码可读性大大降低，并且难以维护，对调用者来说也造成一定困惑；

第二种可读性不错，也易于维护，但是这样子做对象会产生不一致的状态，当你想要传入全部参数的时候，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，就直接使用了，其实User对象并没有创建完成，另外，这个User对象也是可变的，不可变类所有好处都不复存在。

写到这里真想为自己最近封装的表单控件捏一把汗。。。所以有没有更好地方式去实现它呢，那就是接下来要理解的Builder模式了。

二、定义

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展示。

Builder模式属于创建型，一步一步将一个复杂对象创建出来，允许用户在不知道内部构建细节的情况下，可以更精细地控制对象的构造流程。

三、Builder模式变种-链式调用

代码实现

public class User {

private final String name; //必选

private final String cardID; //必选

private final int age; //可选

private final String address; //可选

private final String phone; //可选

private User(UserBuilder userBuilder){

this.name=userBuilder.name;

this.cardID=userBuilder.cardID;

this.age=userBuilder.age;

this.address=userBuilder.address;

this.phone=userBuilder.phone;

}

public String getName() {

return name;

}

public String getCardID() {

return cardID;

}

public int getAge() {

return age;

}

public String getAddress() {

return address;

}

public String getPhone() {

return phone;

}

public static class UserBuilder{

private final String name;

private final String cardID;

private int age;

private String address;

private String phone;

public UserBuilder(String name,String cardID){

this.name=name;

this.cardID=cardID;

}

public UserBuilder age(int age){

this.age=age;

return this;

}

public UserBuilder address(String address){

this.address=address;

return this;

}

public UserBuilder phone(String phone){

this.phone=phone;

return this;

}

public User build(){

return new User(this);

}

}

}

需要注意的点：

· User类的构造方法是私有的，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，并且该必传的参数使用了final修饰符。

调用方式

new User.UserBuilder("Jack","10086")

.age(25)

.address("GuangZhou")

.phone("13800138000")

.build();

相比起前面通过构造函数和setter/getter方法两种方式,可读性更强。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。

关于线程安全

Builder模式是非线程安全的，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，

正确示例：

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;

}

错误示例：

public User build() {

if (age > 120) {

throw new IllegalStateException(“Age out of range”); // 非线程安全

}

return new User(this);

}

四、经典Builder模式

UML类图

Product : 产品抽象类

Builder : 抽象Builder类，规范产品组建，一般是由子类实现具体的组建过程

ConcreteBuilder : 具体的Builder类

Director : 统一组装过程

Product角色

/**

* 用户抽象类

*/public abstract class User {

protected String name;

protected String cardID;

protected int age;

protected String address;

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

public abstract void setCardID();

public void setAge(int age) {

this.age = age;

}

public void setAddress(String address) {

this.address = address;

}

@Override

public String toString() {

return "User [name ="+name+",cardID="+cardID+",age="+age+"," +

"address="+address+"]";

}

}

具体的Product类

/**

* 具体的Product角色 SysUser

*/

public class SysUser extends User {

public SysUser() {

}

@Override

public void setCardID() {

cardID="10086"; //设置默认ID

}

}

抽象Builder类

public abstract class Builder {

public abstract void buildName(String name);

public abstract void buildCardID();

public abstract void buildAge(int age);

public abstract void buildAddress(String address);

public abstract User create();

}

具体的Builder类

public class AccountBuilder extends Builder{

private User user=new SysUser();

@Override

public void buildName(String name) {

user.setName(name);

}

@Override

public void buildCardID() {

user.setCardID();

}

@Override

public void buildAge(int age) {

user.setAge(age);

}

@Override

public void buildAddress(String address) {

user.setAddress(address);

}

@Override

public User create() {

return user;

}

}

Director角色，负责构造User

public class Director {

Builder mBuilder =null;

public Director(Builder builder){

this.mBuilder =builder;

}

public void construct(String name,int age,String address){

mBuilder.buildName(name);

mBuilder.buildCardID();

mBuilder.buildAge(age);

mBuilder.buildAddress(address);

}

}

测试代码

public class Test{

public static void main(String args){

//构建器

Builder builder=new AccountBuilder();

//Director

Director director=new Director(builder);

//封装构建过程：Jack，10086,25,GuangZhou

director.construct("Jack",25,"GuangZhou");

//打印结果

System.out.println("Info :" +builder.create().toString());

}

}

输出结果

System.out: Info :User [name =Jack,cardID=10086,age=25,address=GuangZhou]

六、用到Builder模式的例子

· Android中的AlertDialog.Builder

private void showDialog(){

AlertDialog.Builder builder=new AlertDialog.Builder(context);

builder.setIcon(R.drawable.icon);

builder.setTitle("Title");

builder.setMessage("Message");

builder.setPositiveButton("Button1", new DialogInterface.OnClickListener() {

@Override

public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {

//TODO

}

});

builder.setNegativeButton("Button2", new DialogInterface.OnClickListener() {

@Override

public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {

//TODO

}

});

builder.create().show();

}

· OkHttp中OkHttpClient的创建

OkHttpClient okHttpClient = new OkHttpClient.Builder()

.cache(getCache())

.addInterceptor(new HttpCacheInterceptor())

.addInterceptor(new LogInterceptor())

.addNetworkInterceptor(new HttpRequestInterceptor())

.build();

· Retrofit中Retrofit对象的创建

Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()

.client(createOkHttp())

.addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())

.addCallAdapterFactory(RxJavaCallAdapterFactory.create())

.baseUrl(BASE_URL)

.build();

可见在实际使用中，均省略掉了Director角色，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，而是选择了结构更加简单的后者。

七、优缺点

优点：

· 良好的封装性，使得客户端不需要知道产品内部实现的细节

· 建造者独立，扩展性强

缺点：

· 产生多余的Builder对象、Director对象，消耗内存

文章来源：CSDN