java的設計模式 - Builder模式


Builder 模式的目的?

構造對象的方式過於復雜,不如將之抽離出來。比如,構造器參數過多
這樣說也有點抽象,舉個例子吧。

舉個例子

比如 非常熱門的消息隊列RabbitMQAMQP.BasicProperties

因為它的屬性比較多,所以構造函數也是挺嚇人的。

我看到也不太想調用。
如果現在要構造一條消息

  • 投遞模式(delivery mode)為 2
  • 優先級(priority)是 2
  • content-type 為 text/plain

在沒有 builder 模式之前,是這樣構造的

new AMQP.BasicProperties("text/plain",null,null,2,1,null,null,null,null,null,null,null,null,null);

痛苦啊!!!不信,你自己也可以嘗試構造一下。

  • 構造函數有很多你不想設置的參數
  • 你要看准,哪個參數要賦值,哪個參數不賦值,一不小心就可能出錯了。而這里有 14 個參數。。。
  • 維護性差,寫完代碼再看一下,也看不出這個參數究竟是什么意思。還要點進去,一個一個參數地看才知道是什么意思

而用了 Builder 模式后。

new AMQP.BasicProperties.Builder()
    .contentType("text/plain")
    .deliveryMode(2)
    .priority(1)
    .build();

舒暢!!!

Builder 是如何實現?

很簡單。

  • BasicProperties中添加一個叫Builder的內部類
  • Builder 中所有字段和BasicProperties類是完全一致的
  • Builder實例在調用build函數的時候,再調用BasicProperties的構造函數構造對象。

代碼如下

public static class BasicProperties{
    private String contentType;
    private String contentEncoding;
    private Map<String,Object> headers;
    private Integer deliveryMode;
    private Integer priority;
    //... 還有很多屬性

    public BasicProperties(
        String contentType,
        String contentEncoding,
        Map<String,Object> headers,
        Integer deliveryMode,
        //...
        String clusterId){
            this.contentType = contentTypel;
            this.contentEncoding = contentEncoding;
            //...
    }

    public static final class Builder {
        private String contentEncoding;
        private Map<String,Object> headers;
        private Integer deliveryMode;
        private Integer priority;
        //.. 和BasicProperties的字段一致的。
        
        public Builder contentType(String contentType){
            this.contentType = contentType; 
            return this; 
        }
    
        public Builder contentEncoding(String contentEncoding){
            this.contentEncoding = contentEncoding; 
            return this; 
        }
        
        public BasicProperties build() {
            return new BasicProperties
                ( contentType
                  contentEncoding,
                  //還有很多屬性
                );
        }
    }
}

分析

Builder 模式的好處

  • 不用花太多心思去記構造器的順序,在 ide 中輸入一個點就有自動提示了
  • 好維護,很容易看到看明白這是什么屬性

壞處

  • 構造對象就要先調用 Buidler 構造器,多了構造器的開銷
  • 類的關系變得復雜了

其他的做法

如果不用 Builder 模式,有其他的做法嗎?

重疊構造器?

比如,上面的例子,我構造的消息只需 投遞模式(delivery mode)、優先級(priority)、 content-type ,專門為這幾個參數弄個專門的構造函數,可以嗎?
調用就變成這樣了。

new AMQP.BasicProperties("text/plain",2,1)

可以,

  • 但依然不太好看。
  • 如果有不同的需求,各種屬性都排列組合一下也麻煩。
  • 不實際,因為類字段的類型可能會是一樣的,有些組合注定不行

javaBean 模式呢?

BasicProperties  p = new AMQP.BasicProperties();
p.setContentType("text/plain");
p.setDeliveryMode(2);
p.setPriority(1);

在《effective java》中就探討過這個可能,書中是這樣說的

因為構造過程被分到幾個調用中,在構造過程中 javaBean 可能處於不一致的狀態。類無法僅僅通過檢驗構造器參數的有效性來保證一致性。試圖使用處於不一致狀態的對象,將導致失敗,這種失敗與包含錯誤的代碼大相徑庭,因此它調試起來十分困難。與此相關的另一點不足在於,javaBeans 模式阻止了把類做成不可變的可能,這需要程序員付出格外的努力來確保它的線程安全。

這話就有點摸不着頭腦,什么意思

其實意思是大概的,

  1. javaBean 是構造與字段賦值分離的,有可能 線程 1 在給對象 Obj 賦值,還沒有賦完成的時候,線程 2 就拿了 Obj 的值了,就不一致了
  2. 如果 Obj 的字段全都是 final 的,不會出現上面那種情況,但字段只能會通過構造函數賦值(builder 模式也行),不能使用 javaBeans 的 setXXX 函數賦值了。
  3. 對多線程要求的,比如是傳給消息隊列的對象,程序員要保證下線程安全。
  4. 這也是個一個開放開閉的問題,Javabean 這樣的寫法確實和完全開放沒啥區別,如果字段確定下來不用改了就最好設為 final 。

以上


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