【1】概述
建造者模式（Builder Pattern） 又叫生成器模式，是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来（抽象类别），使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象。
建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，用户不需要知道内部的具体构建细节。
建造者模式的四个角色
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接口/抽象类。
ConcreteBuilder（具体建造者）： 实现接口，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。
建造者模式原理类图
【2】案例分析
假设盖房子，这一过程为打桩、砌墙、封顶，房子有各种各样的，比如普通房，高楼，别墅，各种房子的过程虽然一样，但是要求不要相同的。
① 传统方式
我们使用工厂的思想，将建造过程封装起来。
AbstractHouse 抽象类提供了buildBasic()、 buildWalls()以及roofed()抽象方法让子类实现。模板方法build()封装了建造过程。
public abstract class AbstractHouse { //打地基 public abstract void buildBasic(); //砌墙 public abstract void buildWalls(); //封顶 public abstract void roofed(); public void build() { buildBasic(); buildWalls(); roofed(); } }
假设普通房子，子类实例如下：
public class CommonHouse extends AbstractHouse { @Override public void buildBasic() { System.out.println(" 普通房子打地基 "); } @Override public void buildWalls() { System.out.println(" 普通房子砌墙 "); } @Override public void roofed() { System.out.println(" 普通房子封顶 "); } }
如果有个高层房子，那么就需要创建一个高层房子继承自AbstractHouse 并实现抽象方法。这时客户端测试代码如下：
public class Client { public static void main(String[] args) { CommonHouse commonHouse = new CommonHouse(); commonHouse.build(); } }
分析
这种方式的优点是结构简单易于理解。缺点是没有设计缓存层对象，程序的扩展和维护不好。也就是说，这种设计方案，把产品(即：房子) 和创建产品的过程(即：建房子流程) 封装在一起，耦合性增强了。
那么为了松耦合，我们需要进行解耦。将产品和创建产品的过程解耦–建造者模式。
② 建造者模式应用
① 首先有个house实体
//产品->Product public class House { private String baise; private String wall; private String roofed; public String getBaise() { return baise; } public void setBaise(String baise) { this.baise = baise; } public String getWall() { return wall; } public void setWall(String wall) { this.wall = wall; } public String getRoofed() { return roofed; } public void setRoofed(String roofed) { this.roofed = roofed; } }
② 定义抽象建造者
这时就不关心具体房子构建过程了，直接返回house。
// 抽象的建造者 public abstract class HouseBuilder { protected House house = new House(); //将建造的流程写好, 抽象的方法 public abstract void buildBasic(); public abstract void buildWalls(); public abstract void roofed(); //建造房子好， 将产品(房子) 返回 public House buildHouse() { return house; } }
③ 定义指挥者
//指挥者，这里去指定制作流程，返回产品 public class HouseDirector { HouseBuilder houseBuilder = null; //构造器传入 houseBuilder public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) { this.houseBuilder = houseBuilder; } //通过setter 传入 houseBuilder public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) { this.houseBuilder = houseBuilder; } //如何处理建造房子的流程，交给指挥者 public House constructHouse() { houseBuilder.buildBasic(); houseBuilder.buildWalls(); houseBuilder.roofed(); return houseBuilder.buildHouse(); } }
④ 两个具体的builder
HighBuilding 、CommonHouse 继承自HouseBuilder 实现了抽象方法。
// 高层房子建造 public class HighBuilding extends HouseBuilder { @Override public void buildBasic() { System.out.println(" 高楼的打地基100米 "); } @Override public void buildWalls() { System.out.println(" 高楼的砌墙20cm "); } @Override public void roofed() { System.out.println(" 高楼的透明屋顶 "); } } // 普通房子建造 public class CommonHouse extends HouseBuilder { @Override public void buildBasic() { System.out.println(" 普通房子打地基5米 "); } @Override public void buildWalls() { System.out.println(" 普通房子砌墙10cm "); } @Override public void roofed() { System.out.println(" 普通房子屋顶 "); } }
⑤ 客户端测试
public class Client { public static void main(String[] args) { //盖普通房子 CommonHouse commonHouse = new CommonHouse(); //准备创建房子的指挥者 HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse); //完成盖房子，返回产品(普通房子) House house = houseDirector.constructHouse(); System.out.println("--------------------------"); //盖高楼 HighBuilding highBuilding = new HighBuilding(); //重置建造者 houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding); //完成盖房子，返回产品(高楼) houseDirector.constructHouse(); } }
我们再回头看一下此时的UML图示
【3】总结分析
① 在JDK源码的应用
如java.lang.StringBuilder 中的建造者模式，如下所示StringBuilder继承自AbstractStringBuilder 实现了Appendable 接口。
如我们追溯StringBuilder stringBuilder=new StringBuilder("hello")；源码，如下所示：
public StringBuilder(CharSequence seq) { this(seq.length() + 16); append(seq); } @Override public StringBuilder append(Object obj) { return append(String.valueOf(obj)); } @Override public StringBuilder append(String str) { super.append(str); return this; }
Appendable 接口定义了多个append 方法(抽象方法), 即Appendable 为抽象建造者, 定义了抽象方法。
AbstractStringBuilder 实现了Appendable 接口方法，这里的AbstractStringBuilder 已经是具体建造者，只是不能实例化。
StringBuilder 即充当了指挥者角色，同时充当了具体的建造者，建造方法的实现是AbstractStringBuilder 完成, 而StringBuilder 继承了AbstractStringBuilder。
② 建造者模式的注意事项和细节
客户端(使用程序)不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。
每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者， 用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象。
可以更加精细地控制产品的创建过程。将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创建过程更加清晰，也更方便使用程序来控制创建过程。
增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合“开闭原则”。
建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似，如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。
如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大，因此在这种情况下，要考虑是否选择建造者模式。
③ 抽象工厂模式VS 建造者模式
抽象工厂模式实现对产品家族的创建，一个产品家族是这样的一系列产品：具有不同分类维度的产品组合，采用抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。而建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品。
那么工厂方法呢？工厂方法则是由具体工厂自己实现创建过程，也就是建造者(建造过程)与产品是耦合的。
