lombok中的builder注解居然是一种设计模式：让我们了解一下超级实用的“建造者模式”吧

Posted 2022-01-03 黄小斜

lombok中的builder注解本质上是为你生成了一个构造器Builder类，通过这个类我们可以构造出带此注解的对象。本质上它实现了设计模式中一种经典的模式：建造者模式

1.认识：

①一句话来说：封装一个复杂对象的构建过程，并可以按步骤构造。因为需要对对象一步步建造起来，所以称为建造者模式。

②将复杂产品的构建过程封装分解在不同的方法中，使得创建过程非常清晰，能够让我们更加精确的控制复杂产品对象的创建过程，同时它隔离了复杂产品对象的创建和使用，使得相同的创建过程能够创建不同的产品。但是若内部变化复杂，会有很多的建造类。

2.UML类图：

UML说明：Product（产品角色）：一个具体的产品对象。Builder（抽象建造者）：创建一个Product对象的各个部件指定的抽象接口。ConcreteBuilder（具体建造者）：实现抽象接口，构建和装配各个部件。Director（指挥者）：构建一个使用Builder接口的对象。它主要是用于创建一个复杂的对象。它主要有两个作用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程。

3.代码如下：

1.产品类：

public class Product 
    private String part1;//可以是任意类型
    private String part2;
    private String part3;
 /**set get 方法省略

2.抽象建造者

public abstract class Builder

    Product product = new Product();
    public abstract void buildPart1();
    public abstract void buildPart2();
    public abstract void buildPart3();
    public Product getResult()
        return product;
    ;

3.具体建造者

public class ConcreteBuilder extends Builder 

    @Override
    public void buildPart1() 
        System.out.println("建造part1");
    

    @Override
    public void buildPart2() 
        System.out.println("建造part2");
    

    @Override
    public void buildPart3() 
        System.out.println("建造part3");
    

4.指挥者：

public class Director 

    private Builder builder;

    public Director(Builder builder) 
        this.builder = builder;
    

    public Product build()
        builder.buildPart1();
        builder.buildPart2();
        builder.buildPart3();
        return builder.getResult();
    

5.客户端

public class Client 

    @Test
    public void test() 
        Builder builder = new ConcreteBuilder();
        Director director = new Director(builder);
        director.build();
    

6.执行结果

4.总结

优点：1、建造者独立，易扩展。将复杂产品的构建过程封装分解在不同的方法中，使得创建过程非常清晰，能够让我们更加精确的控制复杂产品对象的创建过程。

2、便于控制细节风险。它隔离了复杂产品对象的创建和使用，使得相同的创建过程能够创建不同的产品。

缺点：1、产品必须有共同点，范围有限制。

2、如内部变化复杂，会有很多的建造类，导致系统庞大。

应用场景1、需要生成的对象具有复杂的内部结构。2、需要生成的对象内部属性本身相互依赖。

5.应用场景

JAVA 中的 StringBuilder。

六、个人体会

设计模式是一种解决问题的思维和方式，不要生搬硬套，为了设计模式而模式。

PS：转载请注明出处 作者: TigerChain
地址: www.jianshu.com/p/300cbb9ee…
本文出自 TigerChain 简书 人人都会设计模式

教程简介

• 1、阅读对象 本篇教程适合新手阅读，老手直接略过
• 2、教程难度 初级，本人水平有限，文章内容难免会出现问题，如果有问题欢迎指出，谢谢
• 3、Demo 地址：github.com/githubchen0…

正文

一、什么是建造者模式

1、生活中的建造者模式

1、盖房子

我们在生活中盖房子，一般就是打地基，盖框架「用砖头或钢筋混凝土」，然后是粉刷。基本上就是这个路子。当然我们这些工作全部可以自己做，可也以找几个工人去干，当然还可以可以直接找一个设计师，直接说我就要这样的房子，然后就不管了，最后问设计师「设计师给一张纸给工人，工人就啪啪的干了」验收房子即可「至于你是如何建的过程我不关心，我只要结果」---这就是建造者模式

2、组装电脑

我们买的电脑都是由主板、内存、cpu、显卡等组成，如何把这些东西组装起来给用户这就是建造者模式的作用，不同的人对电脑的配置需求不一样的「打游戏的对显卡要求高」，但是电脑构成部件是固定的，我们找电脑城的装机人员把电脑装起来这一过程就是建造模式

3、软件开发

我们开发一款产品，需要技术主管、产品经理、苦逼的程序员。在这里，产品经理就是指挥者「Director」和客户沟通，了解产品需求，技术主管是抽象的建造者[Builder]，让猿们杂做就杂做，而程序员就是体力劳动者「即具体的建造者，按照技术主管下发的任务去做」--- 这就是一个接近完美的建造者模式「为什么说接近呢？因为没有百分之百，靠：又忘记吃药了」

2、程序中的建造者模式

建造者模式的定义

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，这是官方定义，通俗的说就是：建造者模式就是如何一步步构建一个包含多个组成部件的对象，相同的构建过程可以创建不同的产品

建造者模式的特点

建造者模式是一种创建型模式，适用于那些流程固定「顺序不一定固定」，建造的目标对象会有所改变这种场景「比如画一条狗，这个目标不变，但是不同的是有黄狗，胖狗，瘦狗等」，还有一种场景是代替多参数构造器

建造者模式的作用

• 1、用户不知道对象的建造过程和细节就可以创建出复杂的对象「屏蔽了建造的具体细节」
• 2、用户只需给出复杂对象的内容和类型可以创建出对象
• 3、建造者模工按流程一步步的创建出复杂对象

建造者模式的结构

角色	类别	说明
Builder	接口或抽象类	抽象的建造者，不是必须的
ConcreateBuilder	具体的建造者	可以有多个「因为每个建造风格可能不一样」
Product	普通的类	具体的产品「即被建造的对象」
Director	导演也叫指挥者	统一指挥建造者去建造目标，导演不是必须的

建造者模式简单的 UML

二、建造者模式的举例

1、组装电脑

小明想组装一个台式电脑，小明对电脑配置一窍不通，就直接跑到电脑城给装机老板说我要一台打游戏非常爽的电脑，麻烦你给装一下「配置什么的你给我推荐一下吧」，于是老板就让它的员工「小美」按小明的要求装了一个性能灰常牛 B 的电脑，1 个小时后电脑装好了，小明交钱拿电脑走人。不一会儿小张又来了，要一个满足平时写文章就可以的电脑，老板针对小张的要求给不同的装机配置。不同的人有不同的配置方案「但是装机流程是一样的」，这就是一个典型的建造者模式

组装电脑简单的 UML

根据 UML 撸码

• 1、创建被建造的对象电脑 --- Computer.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 产品类--被建造的对象
 */
public class Computer 
    private String cpu ; // cpu
    private String hardDisk ; //硬盘
    private String mainBoard ; // 主板
    private String memory ; // 内存
    ... 省略 getter 和 setter

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• 2、抽象的建造者 --- Builder.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 抽象的建造者，即装电脑的步骤
 * 至于安装什么型号的主板，不是我关心，而是具体的建造者关心的
 */
public interface Builder 
    // 安装主板
    void createMainBoard(String mainBoard) ;
    // 安装 cpu
    void createCpu(String cpu) ;
    // 安装硬盘
    void createhardDisk(String hardDisk) ;
    // 安装内存
    void createMemory(String memory) ;
    // 组成电脑
    Computer createComputer() ;


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• 3、具体建造者，也就是装机工人小美 --- AssemblerBuilder.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 具体的建造者，这里是商场的一个装机人员
 */
public class AssemblerBuilder implements Builder 

    private Computer computer = new Computer() ;
    @Override
    public void createCpu(String cpu) 
        computer.setCpu(cpu);
    

    @Override
    public void createhardDisk(String hardDisk) 
        computer.setHardDisk(hardDisk);
    

    @Override
    public void createMainBoard(String mainBoard) 
        computer.setMainBoard(mainBoard);
    

    @Override
    public void createMemory(String memory) 
        computer.setMemory(memory);
    

    @Override
    public Computer createComputer() 
        return computer;
    

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• 4、还有老板「"指手画脚的人"」安排装机工工作 --- Direcror.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 声明一个导演类「指挥者，这里可以装电脑的老板」，用来指挥组装过程，也就是组装电脑的流程
 */
public class Director 
    private Builder builder ;
	// 使用多态，装机工非常多，我管你小美，小兰，小猪，我统统收了
    public Direcror(Builder builder)
        this.builder = builder ;
    
	// 老板最后只想看到装成的成品---要交到客户手中
    public Computer createComputer(String cpu,String hardDisk,String mainBoard,String memory)
        // 具体的工作是装机工去做
        this.builder.createMainBoard(mainBoard);
        this.builder.createCpu(cpu) ;
        this.builder.createMemory(memory);
        this.builder.createhardDisk(hardDisk);
        return this.builder.createComputer() ;
    

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• 5、测试类

/**
 * Created by TigerChain
 * 测试类
 */
public class Test 
  public static void main(String args[])
	  // 装机员小美
      Builder builder = new AssemblerBuilder() ;
      // 老板把小明的需求转给小美
      Direcror direcror = new Direcror(builder) ;
      // 老板最后拿到成品机子，工作全由小美去做
      Computer computer = direcror.createComputer("Intel 酷睿i9 7900X","三星M9T 2TB （HN-M201RAD）","技嘉AORUS Z270X-Gaming 7","科赋Cras II 红灯 16GB DDR4 3000") ;
      System.out.println("小明这台电脑使用的是：\\n"+computer.getMainBoard()+" 主板\\n"+computer.getCpu()+" CPU\\n"+computer.getHardDisk()+"硬盘\\n"+computer.getMainBoard()+" 内存\\n");

  

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• 6、运行查看结果

怎么样，至于小张，小猪要装机把自己要的配置给老板即可，然后老板如何装机不用你管，你就等着收装好的机子吧

2、盖房子

盖房子的基本步骤和流程是固定的无非就是打地基、盖框架、然后浇筑「至于盖平房、还是楼房那是每个客户的具体需求」。总体来说盖房子以有以三种方式：

• 1、自己盖房子「没有办法有的人就是牛 B ,自己设计，自己动手，当然这属于小房子，你让一个人盖个32 层让我看看」
• 2、想盖房子的人是一个包工头，自己找一帮工人自己就把房子搞定了
• 3、想盖房子的人就是一个普通人，啥也不会，找一个设计师说“我就要盖个房子，南北通透，四秀常春”，设计师说没有问题，设计师把设计出来的图纸扔给包工头说：“就照这个样子盖”，包工头拿着图纸给工人们分工派活，最后完工

盖房子建造者模式简单的 UML

根据 UML 撸码

• 1、房子对象 House.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 最终的产品---房子
 */
public class House 
    // 打地基
    private String foundation ;
    // 盖框架
    private String frame ;
    // 浇筑
    private String pouring ;
    ... 省略 setter 和 getter 

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• 2、抽象建造者「包工头」 HouseBuilder.java

public interface HouseBuilder 
    // 打地基
    void doFoundation() ;
    // 盖框架
    void doFrame() ;
    // 浇灌
    void dpPouring() ;
    // 房子建成 
    House getHouse() ;

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• 3、具体建造者「工人」--盖平房 PingFangBuilder.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 盖平房
 */
public class PingFangBuilder implements HouseBuilder 

    private House house = new House() ;

    @Override
    public void doFoundation() 
        house.setFoundation("盖平房的地基");
    

    @Override
    public void doFrame() 
        house.setFrame("盖平房的框架");
    

    @Override
    public void dpPouring() 
        house.setPouring("盖平房不用浇灌，直接人工手刷就可以");
    

    @Override
    public House getHouse() 
        return house;
    

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• 4、具体建造者「工人」--盖楼房 LouFangBuilder.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 盖楼房
 */
public class LouFangBuilder implements HouseBuilder 

    private House house = new House() ;
    @Override
    public void doFoundation() 
        house.setFoundation("盖楼房的地基就打十米深");
    

    @Override
    public void doFrame() 
        house.setFrame("楼房的框架要使用非常坚固钢筋混凝土");
    

    @Override
    public void dpPouring() 
        house.setPouring("楼房拿个罐车把框架拿混凝土灌满即可");
    

    @Override
    public House getHouse() 
        return house;
    

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• 5、指挥者「设计师」 HouseDirector.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 设计师
 */
public class HouseDirector 
    // 指挥包工头
    public void buildHouse(HouseBuilder houseBuilder)
        houseBuilder.doFoundation();
        houseBuilder.doFrame();
        houseBuilder.dpPouring();
    


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• 6、测试一下 Test.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 测试
 */
public class Test 
    public static void main(String args[])

        // 方式一、客户自己盖房子，亲力亲为
        System.out.println("========客户自己建房子，必须知道盖房的细节========");
        House house = new House() ;
        house.setFoundation("用户自己建造房子：打地基");
        house.setFrame("用户自己建造房子：盖框架");
        house.setPouring("用户自己建造房子：浇筑");

        System.out.println(house.getFoundation());
        System.out.println(house.getFrame());
        System.out.println(house.getPouring());


        // 方式二、客户找一个建造者盖房子「充当包工头角色」，但是要知道如何盖房子「调用建造者盖房子的顺序」
        System.out.println("========客户直接找盖房子的工人「建造者」，客户要调用建造者方法去盖房子，客户必须得知道房子如何造========");

        HouseBuilder houseBuilder = new PingFangBuilder() ;
        houseBuilder.doFoundation();
        houseBuilder.doFrame();
        houseBuilder.dpPouring();
        House house1 = houseBuilder.getHouse() ;
        System.out.println(house1.getFoundation());
        System.out.println(house1.getFrame());
        System.out.println(house1.getPouring());

        // 方式三、使用建造者模式，找一个设计师「设计师拉一帮建造者去干活」，告诉他我想要什么样的房子，最后客户只问设计师要房子即可
        System.out.println("========客户直接找一个设计师，设计师统一指挥建造者盖房子，房子杂盖，客户不关心，最后只是找设计师要房子即可========");

        HouseBuilder pingFangBuilder = new PingFangBuilder() ;
        HouseDirector houseDirector = new HouseDirector() ;
        houseDirector.buildHouse(pingFangBuilder);
        House houseCreateByBuilder = pingFangBuilder.getHouse() ;

        System.out.println(houseCreateByBuilder.getFoundation());
        System.out.println(houseCreateByBuilder.getFrame());
        System.out.println(houseCreateByBuilder.getPouring());
    


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我们对比了三种方式，自己盖房子，找工人盖房子，找设计师盖房子来逐步感受一下建造者模式的优点

• 6、运行查看结果

可以看到最后一种最舒服，盖房子的时候直接外包给设计师自己就不用管了，到时候问设计师要建好的成品房子即可，这样对客户来说具体如何盖房子我不需要知道，屏蔽细节「只能说有钱就是任性」

 微信公众号【程序员黄小斜】作者是前蚂蚁金服Java工程师，专注分享Java技术干货和求职成长心得，不限于BAT面试，算法、计算机基础、数据库、分布式、spring全家桶、微服务、高并发、JVM、Docker容器，ELK、大数据等。关注后回复【book】领取精选20本Java面试必备精品电子书。