建造者模式的理论与实现

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• 一、定义
• 二、作用
• 三、实现
• 四、总结

一、定义

建造者模式是一种创建复杂对象的设计模式。它将一个复杂对象的构建过程分解为多个简单的步骤，并且允许按照特定的顺序来构建对象。通过使用建造者模式，我们可以将对象的构建算法与表示分离，从而可以使用相同的构建过程来创建不同的表示。通过使用建造者模式，我们可以更加灵活地构建复杂对象，同时也可以避免构造方法的参数过多和构造方法的复杂性。

二、作用

1. 避免目标对象构造函数的参数列表过多，影响代码的可读性和可维护性；
2. 解决参数之间存在依赖关系时的校验逻辑；
3. 避免目标对象暴露set()方法，保证对象不可变；
4. 避免目标对象存在中间无效状态。

三、实现

创建一个Builder类专门用于对象的创建，先创建建造者，并且通过 set() 方法设置建造者的变量值，然后在使用 build() 方法真正创建对象之前，做集中的校验，校验通过之后才会创建对象。

此处定义一个ResourcePoolConfig连接池资源类，并为它再定义一个Builder类，由Builder类提供set()方法，和包含复杂校验逻辑的build()方法。

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 (StrUtil.isBlank(name)) {
                throw new IllegalArgumentException("name should not be empty.");
            }
            if (maxIdle > maxTotal) {
                throw new IllegalArgumentException("maxIdle > maxTotal");
            }
            if (minIdle > maxTotal || minIdle > maxIdle) {
                throw new IllegalArgumentException("minIdle > maxTotal or minIdle > maxIdle");
            }

            return new ResourcePoolConfig(this);
        }

        public Builder setName(String name) {
            if (StrUtil.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;
        }
    }
}

四、总结

1. 和工厂模式有何区别？

工厂模式是用来创建不同但是相关类型的对象（继承同一父类或者接口的一组子类），由给定的参数来决定创建哪种类型的对象。建造者模式是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。

网上有一个经典的例子很好地解释了两者的区别。

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。

2. 弊端

使用建造者模式来构建对象，目标对象的成员变量需要在Builder类中重新定义一遍。