Android系统编程思想篇：建造者模式

作者: 郭孝星
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郭孝星，非著名程序员，代码洁癖患者，爱编程，好吉他，喜烹饪，爱一切有趣的事物和人。

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文章目录：https://github.com/guoxiaoxing/android-open-source-project-analysis/blob/master/README.md

建造者模式属于创建型模式的一种，它允许用户在不知道内部构建细节的情况下，可以更精细的控制对象的构造流程。该模式为了将构建复杂对象的
过程和它的部件解耦，使构建的过程和部件的表示隔离开来。

模式定义

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表示。

模式角色

Product：产品的抽象类Builder：抽象Builder类，规范构建过程，一般由子类实现具体构建过程ConcreteBuilder：具体的Builder类Director：统一组装过程

使用场景

1 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的事件结果。2 多个部件或者零件，都可以装配到同一个对象中，但产生的运行结果又不相同。3 对象构建过程特别复杂，参数多，默认值也需要配置。

优点

1 客户端不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。2 每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者，用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象。3 可以更加精细地控制产品的创建过程，将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创建过程更加清晰，也更方便使用程序来控制创建过程。4 增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，方便系统扩展，符合“开闭原则”。

缺点

1 建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似，如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。2 如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大。

另外，以下情况可以做模式简化处理

省略抽象建造者角色：如果系统中只需要一个具体建造者的话，可以省略掉抽象建造者。
省略指挥者角色：在具体建造者只有一个的情况下，如果抽象建造者角色已经被省略掉，那么还可以省略指挥者角色，让Builder角色扮演指挥者与建造者双重角色。

模式实现

我们先来看看完整的建造者模式的实现

抽象产品角色

package com.guoxiaoxing.android.sdk.design.builder.whole;/** * 抽象产品角色，定位一类产品的特性与行为。 * <p> * For more information, you can visit https://github.com/guoxiaoxing or contact me by * [e-mail] * * @author guoxiaoxing * @since 2017/3/23 上午10:13 */public abstract class AbstractProduct {    private String board;    private String display;    private String os;    public void setBoard(String board) {        this.board = board;    }    public void setDisplay(String display) {        this.display = display;    }    public abstract void setOs(String os);}

具体产品角色

package com.guoxiaoxing.android.sdk.design.builder.whole;/** * 具体产品角色，实现具体的产品特性与行为 * <p> * For more information, you can visit https://github.com/guoxiaoxing or contact me by * [e-mail] * * @author guoxiaoxing * @since 2017/3/23 上午10:06 */public class RealProduct extends AbstractProduct {    @Override    public void setOs(String os) {        os = "mac osx";    }    /**     * 设置参数内部类，构建的时候先构建参数，完成后再创建实例并装配参数     */    public static class RealProductParams {        public String board;        public String display;        public String os;        public void applyParams(RealProduct product) {            product.setBoard(board);            product.setDisplay(display);            product.setOs(os);        }    }}

抽象建造者角色

package com.guoxiaoxing.android.sdk.design.builder.whole;/** * 抽象建造者橘色，抽象构建行为，具体实现交由子类完成。 * <p> * For more information, you can visit https://github.com/guoxiaoxing or contact me by * [e-mail] * * @author guoxiaoxing * @since 2017/3/22 下午6:27 */public abstract class AbstractBuilder {    public abstract void setBoard(String board);    public abstract void setDisplay(String display);    public abstract void setOs(String os);}

具体建造者角色

package com.guoxiaoxing.android.sdk.design.builder.whole;/** * 具体建造者橘色，完成具体构建行为。一般持有产品的引用，并在build()方法中返回该引用。 * <p> * For more information, you can visit https://github.com/guoxiaoxing or contact me by * [e-mail] * * @author guoxiaoxing * @since 2017/3/23 上午10:11 */public class RealBuilder extends AbstractBuilder {    private RealProduct.RealProductParams productParams;    public RealBuilder() {        productParams = new RealProduct.RealProductParams();    }    @Override    public void setBoard(String board) {        productParams.board = board;    }    @Override    public void setDisplay(String display) {        productParams.display = display;    }    @Override    public void setOs(String os) {        productParams.os = os;    }    public RealProduct build() {        RealProduct product = new RealProduct();        productParams.applyParams(product);        return product;    }}

指挥者角色

package com.guoxiaoxing.android.sdk.design.builder.whole;/** * 指挥者角色，指挥多个建造者进行构建过程，当只有一个建造者时此角色可以省略。 * <p> * For more information, you can visit https://github.com/guoxiaoxing or contact me by * [e-mail] * * @author guoxiaoxing * @since 2017/3/23 上午10:18 */public class Direactor {    private AbstractBuilder builder;    public void setBuilder(AbstractBuilder builder) {        builder = builder;    }    private void buildProduct(String board, String display, String os) {        builder.setBoard(board);        builder.setDisplay(display);        builder.setOs(os);    }}

日常编程中，我们的建造者通常只有一个，这个时候我们可以使用简化版的建造者模式

package com.guoxiaoxing.android.sdk.design.builder.simple;/** * 如果系统中只需要一个具体建造者的话，可以省略掉抽象建造者。在具体建造者只有一个的情况下，如果抽象建造者角色已经被省略 * 掉，那么还可以省略指挥者角色，让Builder角色扮演指挥者与建造者双重角色。 * <p> * For more information, you can visit https://github.com/guoxiaoxing or contact me by * [e-mail] * * @author guoxiaoxing * @since 2017/3/23 上午10:05 */public class Product {    public String board;    public String display;    public String os;    class Builder {        private Product product;        public Builder() {            product = new Product();        }        private String board;        private String display;        private String os;        public void setBoard(String board) {            product.board = board;        }        public void setDisplay(String display) {            product.display = display;        }        public void setOs(String os) {            product.os = os;        }    }}

模式实践

我们再来看看，我们平时见过的类库都有哪些建造者模式的具体实践。

最为常见的莫过于AlertDialog了吧，在AlertDialog创建的过程中

AlertDialog：内置Builder类，完成参数构建。

AlertController：AlertDialog的代理类，完成具体的构建过程，内置AlertParams类，由Builder类传递过来的参数都会设置到AlertParams中。

AlertDialog内部调用逻辑

AlertController内部调用逻辑

好，我们来看看AlertDialog的具体构建流程。

1 调用Builder，构建参数。

public class Demo{    AlertDialog dialog = new AlertDialog.Builder(context)        .setTitle("标题")        .setMessage("消息")        .create();}

2 调用create()方法，创建AlertDialog实例，同时创建AlertController实例，Builder里的参数传递到了AlertParams里。

public class AlertDialog extends Dialog implements DialogInterface {    protected AlertDialog(Context context, boolean cancelable, OnCancelListener cancelListener) {        super(context, com.android.internal.R.style.Theme_Dialog_Alert);        setCancelable(cancelable);        setOnCancelListener(cancelListener);        mAlert = new AlertController(context, this, getWindow());    }    public AlertDialog create() {        final AlertDialog dialog = new AlertDialog(P.mContext);        P.apply(dialog.mAlert);        dialog.setCancelable(P.mCancelable);        dialog.setOnCancelListener(P.mOnCancelListener);        if (P.mOnKeyListener != null) {            dialog.setOnKeyListener(P.mOnKeyListener);        }        return dialog;    }}

3 调用apply()方法，执行Dialog的创建，设置按钮监听、文字等。

public static class AlertParams {    public void apply(AlertController dialog) {        if (mCustomTitleView != null) {            dialog.setCustomTitle(mCustomTitleView);        } else {            if (mTitle != null) {                dialog.setTitle(mTitle);            }            if (mIcon != null) {                dialog.setIcon(mIcon);            }            if (mIconId >= 0) {                dialog.setIcon(mIconId);            }        }        if (mMessage != null) {            dialog.setMessage(mMessage);        }        if (mPositiveButtonText != null) {            dialog.setButton(DialogInterface.BUTTON_POSITIVE, mPositiveButtonText,                    mPositiveButtonListener, null);        }        if (mNegativeButtonText != null) {            dialog.setButton(DialogInterface.BUTTON_NEGATIVE, mNegativeButtonText,                    mNegativeButtonListener, null);        }        if (mNeutralButtonText != null) {            dialog.setButton(DialogInterface.BUTTON_NEUTRAL, mNeutralButtonText,                    mNeutralButtonListener, null);        }        if (mForceInverseBackground) {            dialog.setInverseBackgroundForced(true);        }        // For a list, the client can either supply an array of items or an        // adapter or a cursor        if ((mItems != null) || (mCursor != null) || (mAdapter != null)) {            createListView(dialog);        }        if (mView != null) {            if (mViewSpacingSpecified) {                dialog.setView(mView, mViewSpacingLeft, mViewSpacingTop, mViewSpacingRight,                        mViewSpacingBottom);            } else {                dialog.setView(mView);            }        }        /*        dialog.setCancelable(mCancelable);        dialog.setOnCancelListener(mOnCancelListener);        if (mOnKeyListener != null) {            dialog.setOnKeyListener(mOnKeyListener);        }        */    }}

以上便是AlertDialog德创建过程，可以看出综合使用了代理模式与建造者模式，当create()方法被调用时才创建出了对象，当apply()方法被
调用的时候，才对对象进行属性设置。

事实上，Builder在创建时它只创建了AlertParams的实例，并没有去创建AlertDialog，这种写法也是懒加载的一种体现，有利于节省资源。

public static class Builder {    private final AlertController.AlertParams P;    public Builder(@NonNull Context context, @StyleRes int themeResId) {        P = new AlertController.AlertParams(new ContextThemeWrapper(                context, resolveDialogTheme(context, themeResId)));        mTheme = themeResId;    }}

以上便是Android系统中对建造者模式的应用，可以发现该实践中并没有抽象产品角色、指挥者角色，这是Android对建造者模式的一种简化，在后续的阅读源码过程中还会发现
很多这样的简化与变通，并不是刻板的按照标准实现来做，这也正是编程的魅力所在：因地制宜，灵活多变。

关于Dialog的进一步的内容以及WindowManager等相关原理，我们在这里不再进一步展开，后续的Android源码分析系列文章中会做进一步的详尽分析。