本文翻译自：https://www.journaldev.com/1425/builder-design-pattern-in-java

Builder Design Pattern

• 建造者模式用于解决工厂模式和抽象工厂模式的一些诟病，即当对象中包含较多属性时该如何优雅的创建对象；

• 工厂模式和抽象工厂模式存在三个问题；

  • 当创建对象时，许多参数的类型是一样的且难以维护传参的顺序；
  • 有些参数可能是可选的，但是在工厂模式中，我们会被迫传入null值；
  • 如果对象很“笨重”且其创建过程很复杂，那就要对Factory 类的代码做侵入，这样将使代码的可读性降低；

• 我可以通过提供一个构造器解决这个问题，并且添加不同的set方法控制可选参数的传入；

Builder Design Pattern in Java

• 首先需要在被建造者内部创建一个静态内部类——Builder class（建造者），然后将所有外部类的属性拷贝到静态内部类中，其次我们需要遵循一些命名规则，如果被创建的类的名字是Computer，那么建造类的名字应该是ComputerBuilder；
• 建造类应该有一个公有的构造方法，这个构造方法可以将所有需要的属性和参数传入；
• 建造类应该有可选参数的set方法，并且在设置可选属性后返回同一个建造对象；
• 最后一步是在建造类内部提供一个可以返回被创建对象的build()方法，因此我们需要一个私有的方法，其参数为创建类；
• 这里有一个关于建造者模式的小case：

package com.journaldev.design.builder;

public class Computer {
    
    //required parameters
    private String HDD;
    private String RAM;
    
    //optional parameters
    private boolean isGraphicsCardEnabled;
    private boolean isBluetoothEnabled;
    

    public String getHDD() {
        return HDD;
    }

    public String getRAM() {
        return RAM;
    }

    public boolean isGraphicsCardEnabled() {
        return isGraphicsCardEnabled;
    }

    public boolean isBluetoothEnabled() {
        return isBluetoothEnabled;
    }
    
    private Computer(ComputerBuilder builder) {
        this.HDD=builder.HDD;
        this.RAM=builder.RAM;
        this.isGraphicsCardEnabled=builder.isGraphicsCardEnabled;
                this.isBluetoothEnabled=builder.isBluetoothEnabled;
    }
    
    //Builder Class
    public static class ComputerBuilder{

        // required parameters
        private String HDD;
        private String RAM;

        // optional parameters
        private boolean isGraphicsCardEnabled;
        private boolean isBluetoothEnabled;
        
        public ComputerBuilder(String hdd, String ram){
            this.HDD=hdd;
            this.RAM=ram;
        }

        public ComputerBuilder setGraphicsCardEnabled(boolean isGraphicsCardEnabled) {
            this.isGraphicsCardEnabled = isGraphicsCardEnabled;
            return this;
        }

        public ComputerBuilder setBluetoothEnabled(boolean isBluetoothEnabled) {
                            this.isBluetoothEnabled = isBluetoothEnabled;
            return this;
        }
        
        public Computer build(){
            return new Computer(this);
        }

    }

}

• 注意看，Compute仅仅只有get方法并且没有公开的构造方法，因此创造Computer只有通过ComputerBuilder 类；

• 接下来有一个测试例子，展示了如何通过ComputerBuilder创建一个Computer 对象；

package com.journaldev.design.test;

import com.journaldev.design.builder.Computer;

public class TestBuilderPattern {

    public static void main(String[] args) {
        //Using builder to get the object in a single line of code and 
                //without any inconsistent state or arguments management issues     
        Computer comp = new Computer.ComputerBuilder(
                "500 GB", "2 GB").setBluetoothEnabled(true)
                .setGraphicsCardEnabled(true).build();
    }

}

Builder Design Pattern Example in JDK

• jdk源码中使用了建造者模式的例子：
  • java.lang.StringBuilder#append() (unsynchronized)
  • java.lang.StringBuffer#append() (synchronized)