来源:mikechen的互联网架构
为什么要学设计模式?设计模式有哪些优点?
提升查看框架源码能力 提升对复杂业务代码的设计能力以及 code 能力 为今后面试以及技术进阶夯实基础
今天我们要讲的是设计模式中的建造者模式(Builder)。
建造者模式(Builder)是创建型模式中的一种,在面向对象编程中常用,必知必会。
建造者模式(builder):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。
例如:
我们要定制一台电脑,我们只需要确认配件品牌及型号,而不必知道组装电脑的这个过程。
这种情况下,我们可以采用建造者模式,将配件和组装电脑的过程分离,让构建过程和配件都能自由拓展,降低两者之间的耦合。
为了加深理解,我们来看下建造者模式的 UML 类图。
建造者模式的 4 个重要角色:
Product(产品类) :具体需要生成的类对象; Builder(抽象建造者类):为我们需要生成的类对象,构建不同的模块属性,即:公开构建产品类的属性,隐藏产品类的其他功能; ConcreteBuilder(具体建造者类):抽象 Builder 类的实现类,实现抽象 Builder 类定义的所有方法,并且返回一个组建好的对象;
Director(指挥者类):用于统一组装流程,确定构建我们的类对象具体有哪些模块属性,在实际应用中可以不需要这个角色,直接通过 client 处理。
下面是建造者模式的两个典型应用场景。
1)建造者模式在 Java 源码中的体现,较为典型的就是 StringBuilder。
将指定的字符串追加到此字符序列:
@Overridepublic StringBuilder append(CharSequence s) { super.append(s);// 实现过程略 return this;}
将此字符序列用其反转形式取代:
@Overridepublic StringBuilder reverse() { super.reverse();// 实现过程略 return this;}
测试代码:
StringBuilder sb = new StringBuilder("12345");sb.append("67890");sb.reverse();System.out.println(sb);StringBuilder sb1 = new StringBuilder("12345");sb1.reverse();sb1.append("67890");System.out.println(sb1);
结果:
System.out: 0987654321System.out: 1422167890
根据 StringBuilder 不同方法的不同调用顺序,可以生成不同的字符串,这样的操作很灵活。
2)建造者模式在很多第三方框架中也有实现。
例如,网络框架 OkHttp3中的 OkHttpClient、Request。
我们来看下 OkHttpClient 、及其内部类 OkHttpClient、Builder 的部分源码:
默认采用 Builder 进行建造:
public OkHttpClient() { this(new Builder());}
由 builder 配置分发器、代理、协议以及自定义拦截器等:
OkHttpClient(Builder builder) {
this.dispatcher = builder.dispatcher;
this.proxy = builder.proxy;
this.protocols = builder.protocols;
/** 省略大段代码 */
boolean isTLS = false;
for (ConnectionSpec spec : connectionSpecs) {
isTLS = isTLS || spec.isTls();
}
/** 省略大段代码. */
if (interceptors.contains(null)) {
throw new IllegalStateException("Null interceptor: " + interceptors);
}
if (networkInterceptors.contains(null)) {
throw new IllegalStateException("Null network interceptor: " + networkInterceptors);
}
}
public static final class Builder {
public Builder() {
分发器、协议、代理的默认参数:
dispatcher = new Dispatcher();
protocols = DEFAULT_PROTOCOLS;
proxySelector = ProxySelector.getDefault();
if (proxySelector == null) {
proxySelector = new NullProxySelector();
}
}
Builder(OkHttpClient okHttpClient) {
反向配置分发器、代理、协议:
this.dispatcher = okHttpClient.dispatcher; this.proxy = okHttpClient.proxy; this.protocols = okHttpClient.protocols;
新增所有自定义拦截器和自定义网络拦截器:
this.interceptors.addAll(okHttpClient.interceptors); this.networkInterceptors.addAll(okHttpClient.networkInterceptors); }
配置代理:
public Builder proxy(@Nullable Proxy proxy) { this.proxy = proxy; return this; }
向拦截器链中增加自定义拦截器:
public Builder addInterceptor(Interceptor interceptor) { if (interceptor == null) throw new IllegalArgumentException("interceptor == null"); interceptors.add(interceptor); return this; }
build() 方法,生成 OkHttpClient 对象:
public OkHttpClient build() { return new OkHttpClient(this); }}
优点:
使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节;
具体的建造者类之间是相互独立的,容易扩展;
由于具体的建造者是独立的,因此可以对建造过程逐步细化,而不对其他的模块产生任何影响。
缺点是产生多余的 Build 对象、Dirextor 类。
建造者模式与工厂模式都是让创建与表示分离,用来服务相同的目标,让我们写出结构严谨,易懂且易扩展的高质量代码。
但是它们的作用场景、实现方式不同。
建造者模式多出一个 Builder 类,使得创建对象的灵活性大大增加,并且适用于如下场景:
创建一个对象,多个同样的方法的调用顺序不同,产生的结果不同。例如,刚才列举的 StringBuilder;
创建一个对象,特别复杂,参数多,而且很多参数都有默认值。例如,刚才列举的 OkHttpClient Builder 。