一、介紹

Builder模式是一步一步創建一個復雜對象的創建型模式，它允許用戶在不知道內部構建細節的情況下，可以更精細的控制對象的構造流程。該模式是為了將構建復雜對象的過程和它的部件解耦，使得構建過程和部件的表示隔離開來。

因為一個復雜的對象有很多大量組成部分，例如車，有車輪、方向盤、發動機，還有各種小零件等，如何將這些部件裝配成一輛汽車，這個裝配過程很漫長，也很復雜，對于這種情況，為了在構建過程中對外部隱藏實現細節，就可以使用Builder模式將部件和組裝過程分離，使得構建過程和部件都可以自由擴展，兩者之間的耦合也降到最低。

二、定義

將一個復雜對象的構建與它的表示分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。

三、使用場景

（1）相同的方法，不同的執行順序，產生不同的事件結果時。

（2）多個部件或零件，都可以裝配到一個對象中，但是產生的運行結果又不相同時。

（3）產品類非常復雜，或者產品類中的調用順序不同產生了不同的作用，這個時候使用建造者模式非常合適。

（4）當初始化一個對象特別復雜，如參數多，且很多參數都具有默認值時。

四、Builder模式的UML類圖

角色介紹：

• Product產品類——產品的抽象類；

• Builder——抽象Builder類，規范產品的組建，一般是由子類實現具體的組建過程；

• ConcreateBuilder——具體的Builder類；

• Director——統一組裝過程；

五、Builder模式的簡單實現

計算機的組裝過程較為復雜，并且組裝順序是不固定的，為了易于理解，我們把計算機的組裝過程簡化為構建主機、設置操作系統、設置顯示器3個部分，然后通過Director和具體的Builder來構建計算機對象。

示例代碼：

/*** 計算機抽象類，即Product角色*/ public abstract class Computer {protected String mBoard;protected String mDisplay;protected String mOS;protected Computer(){}/*** 設置主板* @param board*/public void setBoard(String board){this.mBoard = board;}/*** 設置顯示器* @param display*/public void setDisplay(String display){this.mDisplay = display;}/*** 設置操作系統*/public abstract void setOS();@Overridepublic String toString(){return "Computer [mBoard=" + mBoard + ", mDisplay=" + mDisplay + ", mOS=" + mOS + "]";} } /*** 具體的Computer類，Macbook*/ public class Macbook extends Computer {protected Macbook(){}@Overridepublic void setOS() {mOS = "Mac OS X 10";} } /*** 抽象Builder類*/ public abstract class Builder {/*** 設置主機* @param board*/public abstract void buildBoard(String board);/*** 設置顯示器* @param display*/public abstract void buildDisplay(String display);/*** 設置操作系統*/public abstract void buildOS();/*** 創建Computer* @return*/public abstract Computer create(); } /*** 具體的Builder類，MacbookBuilder*/ public class MacbookBuilder extends Builder {private Computer mComputer = new Macbook();@Overridepublic void buildBoard(String board) {mComputer.setBoard(board);}@Overridepublic void buildDisplay(String display) {mComputer.setDisplay(display);}@Overridepublic void buildOS() {mComputer.setOS();}@Overridepublic Computer create() {return mComputer;} } /*** Director類，負責構造Computer*/ public class Director {Builder mBuilder = null;public Director(Builder builder){mBuilder = builder;}/*** 構建對象* @param board 主板* @param display 顯示器*/public void construct(String board, String display){mBuilder.buildBoard(board);mBuilder.buildDisplay(display);mBuilder.buildOS();} } /*** 測試代碼*/ public class Test {public static void main(String[] args){//構建器Builder builder = new MacbookBuilder();//DirectorDirector pcDirector = new Director(builder);//封裝構建過程pcDirector.construct("英特爾主板","Retina顯示器");//構建計算機，輸出相關信息System.out.println("Computer Info : " + builder.create().toString());} }

輸出結果：

Computer Info : Computer [mBoard=英特爾主板, mDisplay=Retina顯示器, mOS=Mac OS X 10]

上述示例中，通過具體的MacbookBuilder來構建Macbook對象，而Director封裝了構建復雜產品對象的過程，對外隱藏構建細節。Builder與Director一起將一個復雜的對象的構建與它的表示分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的對象。

值得注意的是，在現實的開發過程中，Director角色經常會被省略。而直接使用一個Builder來進行對象的組裝，這個Builder通常為鏈式調用，它的關鍵點是每個setter方法都返回自身，也就是return this，這樣就使得setter方法可以鏈式調用，代碼大致如下：

new TestBuilder().setA("A").create();

通過這種形式不僅去除了Director角色，整個結構也更加簡單，也能對Product對象的組裝過程有更精細的控制。

六、Builder模式變種——鏈式調用

示例代碼：

public class User {private final String name; //必選private final String cardID; //必選private final int age; //可選private final String address; //可選private final String phone; //可選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);}} }

需要注意的點：

• User類的構造方法是私有的，調用者不能直接創建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 構造方法中設置了值。并且，對外只提供getters方法。

• Builder的內部類構造方法中只接收必傳的參數，并且該必傳的參數使用了final修飾符。

調用方式：

new User.UserBuilder("Jack","10086").age(25).address("GuangZhou").phone("13800138000").build();

相比起前面通過構造函數和setter/getter方法兩種方式,可讀性更強。唯一可能存在的問題就是會產生多余的Builder對象，消耗內存。然而大多數情況下我們的Builder內部類使用的是靜態修飾的(static)，所以這個問題也沒多大關系。

關于線程安全

Builder模式是非線程安全的，如果要在Builder內部類中檢查一個參數的合法性，必需要在對象創建完成之后再檢查

正確示例：

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; }

錯誤示例：

public User build() {if (age > 120) {throw new IllegalStateException(“Age out of range”); // 非線程安全}return new User(this); }

七、用到Builder模式的例子

1、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() {@Overridepublic void onClick(DialogInterface dialog, int which) {//TODO}});builder.setNegativeButton("Button2", new DialogInterface.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(DialogInterface dialog, int which) {//TODO}});builder.create().show(); }

2、OkHttp中OkHttpClient的創建

OkHttpClient okHttpClient = new OkHttpClient.Builder().cache(getCache()) .addInterceptor(new HttpCacheInterceptor()).addInterceptor(new LogInterceptor()).addNetworkInterceptor(new HttpRequestInterceptor()) .build();

3、Retrofit中Retrofit對象的創建

Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder().client(createOkHttp()).addConverterFactory(GsonConverterFactory.create()).addCallAdapterFactory(RxJavaCallAdapterFactory.create()).baseUrl(BASE_URL).build();

可見在實際使用中，均省略掉了Director角色，在很多框架源碼中，涉及到Builder模式時，大多都不是經典GOF的Builder模式，而是選擇了結構更加簡單的后者。

八、優缺點

優點：

• 良好的封裝性，使得客戶端不需要知道產品內部實現的細節

• 建造者獨立，擴展性強

缺點：

• 產生多余的Builder對象、Director對象，消耗內存

參考資料

《Android源碼設計模式與解析實戰》

設計模式之Builder模式

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Android设计模式之——Builder模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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