java 设计模式 建造者模式
建造者模式
什么是建造者模式
建造者模式（Builder Pattern）是一种设计模式，属于创建型模式之一。它的主要目的是通过一步步构建一个复杂对象的方式，避免了构造过程中的混乱和复杂性。这个模式通常用于构建一个具有多个属性或复杂结构的对象，可以通过分步设置属性来构建对象，而不需要构造函数中传递大量的参数。
在建造者模式中，通常会有：
Product（产品）：最终被构建的复杂对象。
Builder（建造者）：定义了构建产品的步骤，并提供设置各个属性的方法。
Director（导演者）：负责指挥如何构建产品，但不涉及具体构建的细节。
ConcreteBuilder（具体建造者）：实现了Builder接口，提供具体的构建过程。
没有特别复杂的场景Director和ConcreteBuilder可以省略
建造者模式的作用：
分离构建和表示：将复杂对象的构建过程和表示分离。使用建造者模式可以让客户端关注如何构建对象，而不需要了解对象的构建细节。
提高代码可读性和可维护性：在构造一个对象时，如果需要设置多个参数，建造者模式可以通过方法链或分步设置来简化代码。
构建具有复杂结构的对象：如果对象的构建过程复杂，具有多个可选的参数或多个步骤，建造者模式非常适用。
灵活性：可以通过不同的建造者来创建不同表示的对象，从而提高灵活性。
示例
手动实现建造者模式
这里假设Person是个复杂的对象，我们给他属性赋值的时候，以前会Person person=new Person(); 然后person.setName()赋值,然后又person.setAge()赋值,这样非常麻烦，这时候就可以使用建造者模式，创建一个建造者， new Person.PersonBuilder() .setName(“John”).setAge(30).setAddress(“123 Main St”).build();方式创建对象
// 复杂的对象：Person类
public class Person {
private String name;
private int age;
private String address;
// 私有构造函数，防止直接实例化
private Person(PersonBuilder builder) {
this.name = builder.name;
this.age = builder.age;
this.address = builder.address;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public String getAddress() {
return address;
}
// 建造者：PersonBuilder类，定义了构建过程
public static class PersonBuilder {
private String name;
private int age;
private String address;
// 设置name
public PersonBuilder setName(String name) {
this.name = name;
return this;
}
// 设置age
public PersonBuilder setAge(int age) {
this.age = age;
return this;
}
// 设置address
public PersonBuilder setAddress(String address) {
this.address = address;
return this;
}
// 构建Person对象
public Person build() {
return new Person(this);
}
}
@Override
public String toString() {
return "Person{name='" + name + "', age=" + age + ", address='" + address + "'}";
}
}
建造者模式创建Person对象
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 使用建造者模式创建Person对象
Person person = new Person.PersonBuilder()
.setName("John")
.setAge(30)
.setAddress("123 Main St")
.build();
System.out.println(person); // 输出：Person{name='John', age=30, address='123 Main St'}
}
}
使用lombok优化
我们使用Lombok来简化建造者模式。通过Lombok的@Builder注解，我们可以省去手动编写建造者类的工作。
import lombok.Builder;
import lombok.ToString;
@Builder
@ToString
public class Person {
private String name;
private int age;
private String address;
}
Lombok构建 Person 对象
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 使用Lombok生成的建造者模式创建Person对象
Person person = Person.builder()
.name("John")
.age(30)
.address("123 Main St")
.build();
System.out.println(person); // 输出：Person(name=John, age=30, address=123 Main St)
}
}
使用@Builder注解，Lombok自动为类生成了一个建造者类，开发者不再需要显式地定义PersonBuilder类。
Lombok还为Person类自动生成了构建器的所有方法（name、age、address），以及build()方法来创建对象。
使用@ToString注解，可以自动生成toString()方法，减少了代码量。
Lombok的 @Builder 注解如何工作？
Lombok注解处理器：当我们在Person类上添加@Builder注解时，Lombok会自动在编译时生成一个静态嵌套类PersonBuilder，其中包含每个字段的set方法。
**build()**方法：@Builder注解还会自动生成一个build()方法，用于构建最终的Person对象。
链式调用：Lombok通过自动生成的set方法实现链式调用，使得可以像手动实现建造者模式那样使用Person.builder().name(…).age(…).address(…).build()的方式来创建对象。
生成的代码
会自动生成一下代码
public static class PersonBuilder {
private String name;
private int age;
private String address;
// 为每个字段生成set方法
public PersonBuilder name(String name) {
this.name = name;
return this;
}
public PersonBuilder age(int age) {
this.age = age;
return this;
}
public PersonBuilder address(String address) {
this.address = address;
return this;
}
// 构建Person对象
public Person build() {
return new Person(this);
}
}
Spring Boot中使用建造者模式的地方
Spring Boot中的ApplicationContext和SpringApplication
Spring Boot的配置文件（application.properties 或 application.yml）
Spring Boot的许多配置项使用建造者模式进行初始化。比如，通过@ConfigurationProperties或者@Value注解来加载配置，并通过建造者模式将配置值赋给Java对象。
例如，在application.properties中：
server:
port:8080
server:
servlet:
context-path:/myapp
对应java对象
@ConfigurationProperties(prefix = "server")
public class ServerProperties {
private int port;
private String contextPath;
// getter and setter methods
}