1.模式动机
比如我们要组装一台电脑，都知道电脑是由 CPU、主板、内存、硬盘、显卡、机箱、显示器、键盘和鼠标组成，其中非常重要的一点就是这些硬件都是可以灵活选择，但是组装步骤都是大同小异（可以组一个高配置的，也可以组一个低配置的），这时建造者模式可以很好的描述这类产品的创建。
2.模式定义
建造者模式的定义：指将一个复杂对象的构造与它的表示分离，使同样的构建过程可以创建不同的表示，这样的设计模式被称为建造者模式。
它是将一个复杂的对象分解为多个简单的对象，然后一步一步构建而成。它将变与不变相分离，即产品的组成部分是不变的，但每一部分是可以灵活选择的。
注意
建造者模式和工厂模式的关注点不同：建造者模式注重零部件的组装过程，而工厂方法模式更注重零部件的创建过程，但两者可以结合使用。
3.模式结构
建造者模式由产品、抽象建造者、具体建造者、指挥者等 4 个要素构成，现在我们来分析其基本结构和实现方法。
建造者模式的主要角色如下：
- 产品角色：它是包含多个组成部件的复杂对象，由具体建造者来创建其各个部件。
- 抽象建造者：它是一个包含创建产品各个子部件的抽象方法的接口，通常还包含一个返回复杂产品的方法
getResult()。 - 具体建造者：实现抽象建造者接口，完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。
- 指挥者：它调用建造者对象中的部件构造与装配方法完成复杂对象的创建，在指挥者中不涉及具体产品的信息。
4.模式代码
# 产品角色 @Getter @Setter @ToString public class Computer { private String cpu; private String ram; private String ssd; } # 抽象建造者 public abstract class AbstractComputerBuilder { protected Computer computer = new Computer(); public abstract void buildCPU(); public abstract void buildRAM(); public abstract void buildSSD(); public Computer getResult() { return computer; } } # 具体建造者 public class HighProfileComputerBuilder extends AbstractComputerBuilder { @Override public void buildCPU() { computer.setCpu("i9"); } @Override public void buildRAM() { computer.setRam("32G"); } @Override public void buildSSD() { computer.setSsd("1T"); } } # 指挥者 public class Director { private AbstractComputerBuilder builder; public Director(AbstractComputerBuilder builder) { this.builder = builder; } public Computer construct() { builder.buildCPU(); builder.buildRAM(); builder.buildSSD(); return builder.getResult(); } } # 客户端调用 public class Client { public static void main(String[] args) { AbstractComputerBuilder builder = new HighProfileComputerBuilder(); Director director = new Director(builder); Computer highProfileComputer = director.construct(); System.out.println(highProfileComputer); // Computer(cpu=i9, ram=32G, ssd=1T) } }
我们也可以建造一个LowProfileComputerBuilder，客户端调用时创建低配置电脑建造者即可。
代码分析：
- 抽象建造者类中定义了产品的创建方法和返回方法
- 建造者模式的结构中还引入了一个指挥者类Director，该类的作用主要有两个：一方面它隔离了客户与生产过程；另一方面它负责控制产品的生成过程。指挥者针对抽象建造者编程，客户端只需要知道具体建造者的类型，即可通过指挥者类调用建造者的相关方法，返回一个完整的产品对象
- 在客户端代码中，无须关心产品对象的具体组装过程，只需确定具体建造者的类型即可，建造者模式将复杂对象的构建与对象的表现分离开来，这样使得同样的构建过程可以创建出不同的表现。
5.总结
优点
- 在建造者模式中，客户端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”。
缺点
- 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。
6.扩展：模式的简化
我们可以使用 lombok 提供的 @Builder 注解实现简单的建造者模式:
import lombok.Builder; import lombok.Getter; import lombok.Setter; import lombok.ToString; @Getter @Setter @ToString @Builder public class TV { private String name; private String address; private Date createData; }
编译后的代码如下：
import java.util.Date; public class TV { private String name; private String address; private Date createData; TV(String name, String address, Date createData) { this.name = name; this.address = address; this.createData = createData; } public static TV.TVBuilder builder() { return new TV.TVBuilder(); } public String getName() { return this.name; } public String getAddress() { return this.address; } public Date getCreateData() { return this.createData; } public void setName(String name) { this.name = name; } public void setAddress(String address) { this.address = address; } public void setCreateData(Date createData) { this.createData = createData; } public String toString() { return "TV(name=" + this.getName() + ", address=" + this.getAddress() + ", createData=" + this.getCreateData() + ")"; } public static class TVBuilder { private String name; private String address; private Date createData; TVBuilder() { } public TV.TVBuilder name(String name) { this.name = name; return this; } public TV.TVBuilder address(String address) { this.address = address; return this; } public TV.TVBuilder createData(Date createData) { this.createData = createData; return this; } public TV build() { return new TV(this.name, this.address, this.createData); } public String toString() { return "TV.TVBuilder(name=" + this.name + ", address=" + this.address + ", createData=" + this.createData + ")"; } } }
调用者代码：
public class TVClient { public static void main(String[] args) { TV tv = TV.builder() .name("长虹") .address("中国") .createData(new Date()) .build(); System.out.println(tv); // TV(name=长虹, address=中国, createData=Tue Feb 11 11:58:41 CST 2020) } }
正文中是标准的建造者模式，扩展中是简单的建造者模式，按需选择。
