Design Pattern: Builder 模式

Builder模式定义:
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.

Builder模式是一步一步创建一个复杂的对象,它允许用户可以只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们.用户不知道内部的具体构建细节.Builder模式是非常类似抽象工厂模式,细微的区别大概只有在反复使用中才能体会到.

为何使用?
是为了将构建复杂对象的过程和它的部件解耦.注意: 是解耦过程和部件.

因为一个复杂的对象,不但有很多大量组成部分,如汽车,有很多部件:车轮 方向盘 发动机还有各种小零件等等,部件很多,但远不止这些,如何将这些部件装配成一辆汽车,这个装配过程也很复杂(需要很好的组装技术),Builder模式就是为了将部件和组装过程分开.

如何使用?
首先假设一个复杂对象是由多个部件组成的,Builder模式是把复杂对象的创建和部件的创建分别开来,分别用Builder类和Director类来表示.

首先,需要一个接口,它定义如何创建复杂对象的各个部件:

public interface Builder {

　　//创建部件A　　比如创建汽车车轮
　　void buildPartA();
　　//创建部件B 比如创建汽车方向盘
　　void buildPartB();
　　//创建部件C 比如创建汽车发动机
　　void buildPartC();

　　//返回最后组装成品结果 (返回最后装配好的汽车)
　　//成品的组装过程不在这里进行,而是转移到下面的Director类中进行.
　　//从而实现了解耦过程和部件
　　Product getResult();

}

用Director构建最后的复杂对象,而在上面Builder接口中封装的是如何创建一个个部件(复杂对象是由这些部件组成的),也就是说Director的内容是如何将部件最后组装成成品:

public class Director {

　　private Builder builder;

　　public Director( Builder builder ) {
　　　　this.builder = builder;
　　}
　　// 将部件partA partB partC最后组成复杂对象
　　//这里是将车轮 方向盘和发动机组装成汽车的过程
　　public void construct() {
　　　　builder.buildPartA();
　　　　builder.buildPartB();
　　　　builder.buildPartC();

　　}

}

Builder的具体实现ConcreteBuilder:
通过具体完成接口Builder来构建或装配产品的部件;
定义并明确它所要创建的是什么具体东西;
提供一个可以重新获取产品的接口:

public class ConcreteBuilder implements Builder {

　　Part partA, partB, partC;
　　public void buildPartA() {
　　　　//这里是具体如何构建partA的代码

　　};
　　public void buildPartB() {
　　　　//这里是具体如何构建partB的代码
　　};
　　 public void buildPartC() {
　　　　//这里是具体如何构建partB的代码
　　};
　　 public Product getResult() {
　　　　//返回最后组装成品结果
　　};

}

复杂对象:产品Product:

public interface Product { }

复杂对象的部件:

public interface Part { }

我们看看如何调用Builder模式:

ConcreteBuilder builder = new ConcreteBuilder();
Director director = new Director( builder );

director.construct();
Product product = builder.getResult();

Builder模式的应用
在Java实际使用中,我们经常用到"池"(Pool)的概念,当资源提供者无法提供足够的资源,并且这些资源需要被很多用户反复共享时,就需要使用池.

"池"实际是一段内存,当池中有一些复杂的资源的"断肢"(比如数据库的连接池,也许有时一个连接会中断),如果循环再利用这些"断肢",将提高内存使用效率,提高池的性能.修改Builder模式中Director类使之能诊断"断肢"断在哪个部件上,再修复这个部件.

具体英文文章见:Recycle broken objects in resource pools

设计模式如何在具体项目中应用见《Java实用系统开发指南》