Java設計模式(3)建造者模式(Builder模式)


Builder模式定義: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。

Builder模式是一步一步創建一個復雜的對象,它允許用戶可以只通過指定復雜對象的類型和內容就可以構建它們。用戶不知道內部的具體構建細節。Builder模式是非常類似抽象工廠模式,細微的區別大概只有在反復使用中才能體會到。

為何使用建造者模式

是為了將構建復雜對象的過程和它的部件解耦。注意:是解耦過程和部件。

因為一個復雜的對象,不但有很多大量組成部分,如汽車,有很多部件:車輪、方向盤、發動機,還有各種小零件等等,部件很多,但遠不止這些,如何將這些部件裝配成一輛汽車,這個裝配過程也很復雜(需要很好的組裝技術),Builder模式就是為了將部件和組裝過程分開。

如何使用建造者模式

首先假設一個復雜對象是由多個部件組成的,Builder模式是把復雜對象的創建和部件的創建分別開來,分別用Builder類和Director類來表示。

首先,需要一個接口,它定義如何創建復雜對象的各個部件:

public interface Builder {
 //創建部件A  比如創建汽車車輪
 void buildPartA();
 //創建部件B 比如創建汽車方向盤
 void buildPartB();
 //創建部件C 比如創建汽車發動機
 void buildPartC();
 //返回最后組裝成品結果 (返回最后裝配好的汽車)
 //成品的組裝過程不在這里進行,而是轉移到下面的Director類中進行.
 //從而實現了解耦過程和部件
 Product getResult();
}

用Director構建最后的復雜對象,而在上面Builder接口中封裝的是如何創建一個個部件(復雜對象是由這些部件組成的),也就是說Director的內容是如何將部件最后組裝成成品:

public class Director {
 private Builder builder;
 public Director( Builder builder ) {
  this.builder = builder;
 }
 // 將部件partA partB partC最后組成復雜對象
 //這里是將車輪 方向盤和發動機組裝成汽車的過程
 public void construct() {
  builder.buildPartA();
  builder.buildPartB();
  builder.buildPartC();
 }
}

Builder的具體實現ConcreteBuilder:

  • 通過具體完成接口Builder來構建或裝配產品的部件;
  • 定義並明確它所要創建的是什么具體東西;
  • 提供一個可以重新獲取產品的接口。
public class ConcreteBuilder implements Builder {
 Part partA, partB, partC;
 public void buildPartA() {
  //這里是具體如何構建partA的代碼
 };
 public void buildPartB() {
  //這里是具體如何構建partB的代碼
 };
 public void buildPartC() {
  //這里是具體如何構建partB的代碼
 };
 public Product getResult() {
  //返回最后組裝成品結果
 };
}

復雜對象:產品Product:

    public interface Product { }

復雜對象的部件:

    public interface Part { }

我們看看如何調用Builder模式:

ConcreteBuilder builder = new ConcreteBuilder();
Director director = new Director( builder );
director.construct();
Product product = builder.getResult();

 

Builder模式的應用

在Java實際使用中,我們經常用到"池"(Pool)的概念,當資源提供者無法提供足夠的資源,並且這些資源需要被很多用戶反復共享時,就需要使用池。

"池"實際是一段內存,當池中有一些復雜的資源的"斷肢"(比如數據庫的連接池,也許有時一個連接會中斷),如果循環再利用這些"斷肢",將提高內存使用效率,提高池的性能。修改Builder模式中Director類使之能診斷"斷肢"斷在哪個部件上,再修復這個部件。

系列文章:

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