设计模式-创建型-建造者模式

  1. 1. 为什么需要建造者模式
  2. 2. 如何使用建造者模式构建对象
  3. 3. 何时使用

1. 为什么需要建造者模式

一个关于如何使用建造者模式的问题是:当我们能够使用构造函数或者使用set方法就能够创建对象的时候,我们为什么会需要建造者模式来创建呢?

一个例子,假设我们要定义一个类,其大部分的属性都是可以选择的,那么我们可以使用构造函数来做如下的声明:

public class ResourcePoolConfig {
  private static final int DEFAULT_MAX_TOTAL = 8;
  private static final int DEFAULT_MAX_IDLE = 8;
  private static final int DEFAULT_MIN_IDLE = 0;

  private String name;
  private int maxTotal = DEFAULT_MAX_TOTAL;
  private int maxIdle = DEFAULT_MAX_IDLE;
  private int minIdle = DEFAULT_MIN_IDLE;

  public ResourcePoolConfig(String name, Integer maxTotal, Integer maxIdle, Integer minIdle) {
    if (StringUtils.isBlank(name)) {
      throw new IllegalArgumentException("name should not be empty.");
    }
    this.name = name;

    if (maxTotal != null) {
      if (maxTotal <= 0) {
        throw new IllegalArgumentException("maxTotal should be positive.");
      }
      this.maxTotal = maxTotal;
    }

    if (maxIdle != null) {
      if (maxIdle < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("maxIdle should not be negative.");
      }
      this.maxIdle = maxIdle;
    }

    if (minIdle != null) {
      if (minIdle < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("minIdle should not be negative.");
      }
      this.minIdle = minIdle;
    }
  }
  //...省略getter方法...
}

在这个例子当中,除了name以外的所有选项都是可选的,因此会看到在构造函数当中,我们做了很多的null check。这样做当参数很多的时候,是很难看懂的。我们可以将其改良为一系列的set()函数,构造函数只实例化NonNull的参数,对于Nullable的参数,我们可以用set方法来实现声明。如下所示:

public class ResourcePoolConfig {
  private static final int DEFAULT_MAX_TOTAL = 8;
  private static final int DEFAULT_MAX_IDLE = 8;
  private static final int DEFAULT_MIN_IDLE = 0;

  private String name;
  private int maxTotal = DEFAULT_MAX_TOTAL;
  private int maxIdle = DEFAULT_MAX_IDLE;
  private int minIdle = DEFAULT_MIN_IDLE;

  public ResourcePoolConfig(String name) {
    if (StringUtils.isBlank(name)) {
      throw new IllegalArgumentException("name should not be empty.");
    }
    this.name = name;
  }

  public void setMaxTotal(int maxTotal) {
    if (maxTotal <= 0) {
      throw new IllegalArgumentException("maxTotal should be positive.");
    }
    this.maxTotal = maxTotal;
  }

  public void setMaxIdle(int maxIdle) {
    if (maxIdle < 0) {
      throw new IllegalArgumentException("maxIdle should not be negative.");
    }
    this.maxIdle = maxIdle;
  }

  public void setMinIdle(int minIdle) {
    if (minIdle < 0) {
      throw new IllegalArgumentException("minIdle should not be negative.");
    }
    this.minIdle = minIdle;
  }
  //...省略getter方法...
}

上述的set方法还是有一些缺陷的,即:

  • 首先如果必填的配置项有很多,且都需要放置到构造函数当中,那构造函数就会出现参数列表很长的问题了。
  • 假设配置项之间有一定的依赖关系,我们需要将配置项之间的依赖关系和校验逻辑找地方放
  • 如果我们希望类对象是不可变对象,即对象在创建好之后就不能再修改内部的属性值,那么我们就不能再ResourcePoolConfig类当中暴露set()方法

Builder模式可以很好的解决上述我们的需求,我们可以将校验逻辑放在调用build()方法之前,也可以将构造函数私有化,这样就只能通过建造者来创建ResourcePoolConfig类对象

2. 如何使用建造者模式构建对象

public class ResourcePoolConfig {
  private String name;
  private int maxTotal;
  private int maxIdle;
  private int minIdle;

  private ResourcePoolConfig(Builder builder) {
    this.name = builder.name;
    this.maxTotal = builder.maxTotal;
    this.maxIdle = builder.maxIdle;
    this.minIdle = builder.minIdle;
  }
  //...省略getter方法...

  //我们将Builder类设计成了ResourcePoolConfig的内部类。
  //我们也可以将Builder类设计成独立的非内部类ResourcePoolConfigBuilder。
  public static class Builder {
    private static final int DEFAULT_MAX_TOTAL = 8;
    private static final int DEFAULT_MAX_IDLE = 8;
    private static final int DEFAULT_MIN_IDLE = 0;

    private String name;
    private int maxTotal = DEFAULT_MAX_TOTAL;
    private int maxIdle = DEFAULT_MAX_IDLE;
    private int minIdle = DEFAULT_MIN_IDLE;

    public ResourcePoolConfig build() {
      // 校验逻辑放到这里来做,包括必填项校验、依赖关系校验、约束条件校验等
      if (StringUtils.isBlank(name)) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      if (maxIdle > maxTotal) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      if (minIdle > maxTotal || minIdle > maxIdle) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }

      return new ResourcePoolConfig(this);
    }

    public Builder setName(String name) {
      if (StringUtils.isBlank(name)) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      this.name = name;
      return this;
    }

    public Builder setMaxTotal(int maxTotal) {
      if (maxTotal <= 0) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      this.maxTotal = maxTotal;
      return this;
    }

    public Builder setMaxIdle(int maxIdle) {
      if (maxIdle < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      this.maxIdle = maxIdle;
      return this;
    }

    public Builder setMinIdle(int minIdle) {
      if (minIdle < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      this.minIdle = minIdle;
      return this;
    }
  }
}

// 这段代码会抛出IllegalArgumentException,因为minIdle>maxIdle
ResourcePoolConfig config = new ResourcePoolConfig.Builder()
        .setName("dbconnectionpool")
        .setMaxTotal(16)
        .setMaxIdle(10)
        .setMinIdle(12)
        .build();

3. 何时使用

建造者模式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。建造者模式和工厂模式的区别可以用一个例子来说明,顾客走进一家餐馆点餐,我们利用工厂模式,根据用户不同的选择,来制作不同的食物,比如披萨、汉堡、沙拉。对于披萨来说,用户又有各种配料可以定制,比如奶酪、西红柿、起司,我们通过建造者模式根据用户选择的不同配料来制作披萨。


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文章标题:设计模式-创建型-建造者模式

文章字数:1.2k

本文作者:Leilei Chen

发布时间:2020-06-15, 21:17:36

最后更新:2020-06-15, 21:18:58

原始链接:https://www.llchen60.com/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F-%E5%88%9B%E5%BB%BA%E5%9E%8B-%E5%BB%BA%E9%80%A0%E8%80%85%E6%A8%A1%E5%BC%8F/

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