前言

我們都知道設(shè)計模式分為創(chuàng)建型，結(jié)構(gòu)型和行為型。創(chuàng)建型有，單例模式，工廠模式，建造者模式和原型模式。

今天，我們再來學(xué)習(xí)另外一個比較常用的創(chuàng)建型設(shè)計模式，Builder 模式，中文翻譯為建造者模式或者構(gòu)建者模式，也有人叫它生成器模式。

很多博客總結(jié)的關(guān)于建造者模式的作用是：創(chuàng)建復(fù)雜對象的時候，用建造者模式可以使客戶端不必知道產(chǎn)品內(nèi)部組成的細節(jié)。 這雖然是一個很重要的特征，但是還有一個特征以及作用很多人都并不知道。我們接下來就來好好的探討一番。

建造者模式的作用

在平時的開發(fā)中，創(chuàng)建一個對象最常用的方式是，使用 new 關(guān)鍵字調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)來完成。雖然這是最簡單最常用的，但是我們仔細想一想真的是所有場景都適用嗎？

場景分析

  有如下的一個場景：
  有一個工廠類，這個工廠類有如下幾個成員變量：
      1. 工廠名字
      2. 工廠員工列表
      3. 工廠設(shè)備列表

要想讓這個工廠正常的運行，這3個成員變量必須被正確賦值。那么此時，我們最常見的方法就是在構(gòu)造方法中實現(xiàn)這些成員變量的賦值。

當(dāng)成員變量不多的時候，像上訴說的3個，這樣并沒有什么問題，但是當(dāng)成員變量變成6個，12個甚至更多，那繼續(xù)沿用現(xiàn)在的設(shè)計思路，構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)列表會變得很長，代碼在可讀性和易用性上都會變差。在使用構(gòu)造函數(shù)的時候，我們就容易搞錯各參數(shù)的順序，傳遞進錯誤的參數(shù)值，導(dǎo)致非常隱蔽的 bug。

解決辦法

解決這個問題的辦法你應(yīng)該也已經(jīng)想到了，那就是用 set() 函數(shù)來給成員變量賦值，以替代冗長的構(gòu)造函數(shù)。我們將必填的成員變量，放在我們的構(gòu)造方法中，強制創(chuàng)建類對象的時候就要填寫。將其他不是必填的成員變量我們通過 set() 函數(shù)來設(shè)置，讓使用者自主選擇填寫或者不填寫。

這樣代碼在可讀性和易用性上提高了很多。

引入構(gòu)造模式

當(dāng)我們的如下幾個需求的時候，上訴使用set()函數(shù)的設(shè)計思路可能就不太滿足了

1. 我們剛剛說的，將必填的成員變量放到構(gòu)造方法。如果必填項很多，那構(gòu)造方法又會出現(xiàn)我們之前說的那個問題。但是，如果我們把必填項也通過 set() 方法設(shè)置，那校驗這些必填項是否已經(jīng)填寫的邏輯就無處安放了。
2. 除此之外，假設(shè)配置項之間有一定的依賴關(guān)系，比如，如果用戶設(shè)置了員工列表， 就必須顯式地設(shè)置員工工資；或者配置項之間有一定的約束條件，比如，員工和工資必須一一對應(yīng)。如果我們繼續(xù)使用現(xiàn)在的設(shè)計思路，那這些配置項之間的依賴關(guān)系或者約束條件的校驗邏輯就無處安放了。
3. 如果我們希望這個工廠類對象某些屬性如name是不可變的，也就是說，對象在創(chuàng)建好之后，就不能再修改這些內(nèi)部的屬性值。要實現(xiàn)這個功能，我們就不能在外部暴露 set() 方法。

為了解決這些問題，建造者模式就派上用場了。

使用建造者來實現(xiàn)我們的需求

我們可以把校驗邏輯放置到 Builder 類中，先創(chuàng)建建造者，并且通過 set() 方法設(shè)置建造者的變量值，然后在使用 build() 方法真正創(chuàng)建對象之前，做集中的校驗，校驗通過之后才會創(chuàng)建對象。除此之外，我們把 Factory 的構(gòu)造函數(shù)改為 private 私有權(quán)限。這樣我們就只能通過建造者來創(chuàng)建 Factory 類對象。并且，F(xiàn)actory 沒有為不可變屬性提供任何 set() 方法，這樣我們創(chuàng)建出來的對象就做到了相對不可。代碼如下：

public class Factory {
  private String factoryName;  //工廠名字
  private List<Integer> employeeIds; //員工列表
  private Map<Integer,Integer> salaryMap; //員工工資
  private List<String> equipmentName; //設(shè)備列表

  //私有構(gòu)造方法
  private Factory(){}
  private Factory(Builder builder) {
    this.factoryName = builder.factoryName;
    this.employeeIds = builder.employeeIds;
    this.salaryMap = builder.salaryMap;
    this.equipmentName = builder.equipmentName;
  }
  //...省略getter方法...

  //我們將Builder類設(shè)計成了Factory的內(nèi)部類。
  //我們也可以將Builder類設(shè)計成獨立的非內(nèi)部類FactoryBuilder。
  public static class Builder {
    private String factoryName;  
    private List<Integer> employeeIds; 
    private Map<Integer,Integer> salaryMap; 
    private List<String> equipmentName; 

    public Factory build() {
      // 校驗邏輯放到這里來做，包括必填項校驗、依賴關(guān)系校驗、約束條件校驗等
      if (StringUtils.isBlank(factoryName)) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      
      for(Integer employeeId : employeeIds){
        if (salaryMap.get(employeeId) == null) {
            throw new IllegalArgumentException("...");
        }
      }
      return new ResourcePoolConfig(this);
    }

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

    public Builder setEmployeeIds(List<Integer> employeeIds) {
      // 員工不能為0
      if (employeeIds.size() == 0) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      this.employeeIds = employeeIds;
      return this;
    }

    public Builder setSalaryMap(Map<Integer,Integer> salaryMap) {
      if (salaryMap.size() == 0) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      this.salaryMap = salaryMap;
      return this;
    }

    public Builder setEquipmentName(List<String> equipmentName) {
      // 設(shè)備必須大于兩個
      if (equipmentName.siez() < 2) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      this.minIdle = minIdle;
      return this;
    }
  }
}

// 這段代碼會拋出IllegalArgumentException，因為設(shè)備只有一臺
List<Integer> employeeIds =  Collections.singletonList(1);
Map<Integer, Integer> salaryMap = Collections.singletonMap(1, 9000);
List<String> equipmentName =  Collections.singletonList("新型設(shè)備");
Factory factory = new Factory.Builder()
        .setFactoryName("萬能工廠")
        .setEmployeeIds(employeeIds)
        .setSalaryMap(salaryMap)
        .setEquipmentName(equipmentName)
        .build();

總結(jié)

我們來與工廠模式做一個對比，建造者模式是讓建造者類來負責(zé)對象的創(chuàng)建工作。工廠模式，是由工廠類來負責(zé)對象創(chuàng)建的工作。

那它們之間有什么區(qū)別呢？實際上，工廠模式是用來創(chuàng)建不同但是相關(guān)類型的對象（繼承同一父類或者接口的一組子類），由給定的參數(shù)來決定創(chuàng)建哪種類型的對象。

建造者模式是用來創(chuàng)建一種類型的復(fù)雜對象，通過設(shè)置不同的可選參數(shù)，“定制化”地創(chuàng)建不同的對象。網(wǎng)上有一個經(jīng)典的例子很好地解釋了兩者的區(qū)別。

顧客走進一家餐館點餐，我們利用工廠模式，根據(jù)用戶不同的選擇，來制作不同的食物，比如披薩、漢堡、沙拉。對于披薩來說，用戶又有各種配料可以定制，比如奶酪、西紅柿、起司，我們通過建造者模式根據(jù)用戶選擇的不同配料來制作披薩。

實際上，我們也不要太學(xué)院派，非得把工廠模式、建造者模式分得那么清楚，我們需要知道的是，每個模式為什么這么設(shè)計，能解決什么問題。只有了解了這些最本質(zhì)的東西，我們才能不生搬硬套，才能靈活應(yīng)用，甚至可以混用各種模式創(chuàng)造出新的模式，來解決特定場景的問題。