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一、簡(jiǎn)介

建造者模式（Builder Pattern）使用多個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)象一步一步構(gòu)建成一個(gè)復(fù)雜的對(duì)象。這種類(lèi)型的設(shè)計(jì)模式屬于創(chuàng)建型模式，它提供了一種創(chuàng)建對(duì)象的最佳方式。通過(guò)建造者模式，可以讓一個(gè)包含多構(gòu)造函數(shù)，多可選參數(shù)和濫用setters方法的復(fù)雜事物簡(jiǎn)單化。

假設(shè)你有一個(gè)包含大量屬性的類(lèi)（類(lèi)新建之后就不可改變），就像下面的User類(lèi)一樣。

public class User {
    private final String firstName;    //required
    private final String lastName;    //required
    private final int age;    //optional
    private final String phone;    //optional
    private final String address;    //optional
    ...
}

現(xiàn)在想象一下，在你的類(lèi)中有一些屬性是必須的，有一些是可選的。你會(huì)如何創(chuàng)建這個(gè)類(lèi)的實(shí)例？因?yàn)樗械膶傩远急宦暶鞒蒮inal類(lèi)型，所以你必須在構(gòu)造方法中設(shè)置它們，但是你也想讓這個(gè)類(lèi)的客戶(hù)端有忽略可選屬性的機(jī)會(huì)。

1.1 方案一

一個(gè)首先想到的可選方案是提供多個(gè)構(gòu)造方法。第一個(gè)構(gòu)造方法是只接收必須屬性作為參數(shù)，第二個(gè)是接收所有必須屬性和第一個(gè)可選屬性，第三個(gè)是接收所有必須屬性和兩個(gè)可選屬性，依次類(lèi)推。實(shí)現(xiàn)起來(lái)如下所示：

public User(String firstName, String lastName) {
    this(firstName, lastName, 0);
}
 
public User(String firstName, String lastName, int age) {
    this(firstName, lastName, age, '');
}
 
public User(String firstName, String lastName, int age, String phone) {
    this(firstName, lastName, age, phone, '');
}
 
public User(String firstName, String lastName, int age, String phone, String address) {
    this.firstName = firstName;
    this.lastName = lastName;
    this.age = age;
    this.phone = phone;
    this.address = address;
}

1.2 方案二

遵循JavaBean的規(guī)則，有一個(gè)默認(rèn)的無(wú)參構(gòu)造方法并且都有g(shù)etter和setter方法。就像這樣：

public class User {
    private String firstName; // required
    private String lastName; // required
    private int age; // optional
    private String phone; // optional
    private String address;  //optional
 
    public String getFirstName() {
        return firstName;
    }
    public void setFirstName(String firstName) {
        this.firstName = firstName;
    }
    public String getLastName() {
        return lastName;
    }
    public void setLastName(String lastName) {
        this.lastName = lastName;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public String getPhone() {
        return phone;
    }
    public void setPhone(String phone) {
        this.phone = phone;
    }
    public String getAddress() {
        return address;
    }
    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }
}

這種方法看起來(lái)很容易閱讀和維護(hù)。在客戶(hù)端里我可以只創(chuàng)建一個(gè)空對(duì)象，然后只設(shè)置那些我感興趣的屬性。那么，這種方法有什么問(wèn)題？這種解決方案有兩個(gè)主要的問(wèn)題。

第一個(gè)問(wèn)題是該類(lèi)的實(shí)例狀態(tài)不固定。如果你想創(chuàng)建一個(gè)User對(duì)象，該對(duì)象的5個(gè)屬性都要賦值，那么直到所有的setXX方法都被調(diào)用之前，該對(duì)象都沒(méi)有一個(gè)完整的狀態(tài)。這意味著在該對(duì)象狀態(tài)還不完整的時(shí)候，一部分客戶(hù)端程序可能看見(jiàn)這個(gè)對(duì)象并且以為該對(duì)象已經(jīng)構(gòu)造完成。
第二個(gè)不足是User類(lèi)是易變的。你將會(huì)失去不可變對(duì)象帶來(lái)的所有優(yōu)點(diǎn)。

1.3 方案三

建造者模式實(shí)現(xiàn)

public class User {
    private final String firstName; // required
    private final String lastName; // required
    private final int age; // optional
    private final String phone; // optional
    private final String address; // optional
     
    private User(UserBuilder builder) {
        this.firstName = builder.firstName;
        this.lastName = builder.lastName;
        this.age = builder.age;
        this.phone = builder.phone;
        this.address = builder.address;
    }
     
    public String getFirstName() {
        return firstName;
    }
     
    public String getLastName() {
        return lastName;
    }
     
    public int getAge() {
        return age;
    }
     
    public String getPhone() {
        return phone;
    }
     
    public String getAddress() {
        return address;
    }
     
    public static class UserBuilder {
        private final String firstName;
        private final String lastName;
        private int age;
        private String phone;
        private String address;
         
        public UserBuilder(String firstName, String lastName) {
            this.firstName = firstName;
            this.lastName = lastName;
        }
         
        public UserBuilder age(int age) {
            this.age = age;
            return this;
        }
         
        public UserBuilder phone(String phone) {
            this.phone = phone;
            return this;
        }
         
        public UserBuilder address(String address) {
            this.address = address;
            return this;
        }
         
        public User build() {
            return new User(this);
        }
         
    }
}

使用建造者模式有如下優(yōu)勢(shì)：

User構(gòu)造方法是私有的，這意味著該類(lèi)不能在客戶(hù)端代碼里直接實(shí)例化。
該類(lèi)是不可變的。所有屬性都是final類(lèi)型的，在構(gòu)造方法里面被賦值。另外，我們只為它們提供了getter方法。
builder類(lèi)使用流式接口風(fēng)格，讓客戶(hù)端代碼閱讀起來(lái)更容易。
builder類(lèi)構(gòu)造方法只接收必須屬性，為了確保這些屬性在構(gòu)造方法里賦值，只有這些屬性被定義成final類(lèi)型。
現(xiàn)在，試圖創(chuàng)建一個(gè)新的User對(duì)象的客戶(hù)端代碼看起來(lái)如何那？讓我們來(lái)看一下：

public User getUser() {
    return new User.UserBuilder('Jhon', 'Doe')
    .age(30)
    .phone('1234567')
    .address('Fake address 1234')
    .build();
}

需要注意的是要在builder的參數(shù)拷貝到建造對(duì)象之后再驗(yàn)證參數(shù)，這樣驗(yàn)證的就是建造對(duì)象的字段，而不是builder的字段。這么做的原因是builder類(lèi)不是線程安全的，如果我們?cè)趧?chuàng)建真正的對(duì)象之前驗(yàn)證參數(shù)，參數(shù)值可能被另一個(gè)線程在參數(shù)驗(yàn)證完和參數(shù)被拷貝完成之間的某個(gè)時(shí)間修改。這段時(shí)間周期被稱(chēng)作“脆弱之窗”。

正確姿勢(shì)：

public User build() {
    User user = new user(this);
    if (user.getAge() > 120) {  // user的成員變量user.getAge()
        throw new IllegalStateException(“Age out of range”); // thread-safe
    }
    return user;
}

錯(cuò)誤姿勢(shì)：

public User build() {
    if (age > 120) {  // UserBuilder的成員變量age
        throw new IllegalStateException(“Age out of range”); // bad, not thread-safe
    }
    // This is the window of opportunity for a second thread to modify the value of age
    return new User(this);
}

除了上述使用建造者模式的優(yōu)點(diǎn)之外，建造者模式還有的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是builder可以作為參數(shù)傳遞給一個(gè)方法，讓該方法擁有為客戶(hù)端創(chuàng)建一個(gè)或者多個(gè)對(duì)象的能力，而不需要知道創(chuàng)建對(duì)象的任何細(xì)節(jié)。為了這么做你可能通常需要一個(gè)如下所示的簡(jiǎn)單接口：

public interface Builder<T> {
    T build();
}

借用之前的User例子，UserBuilder類(lèi)可以實(shí)現(xiàn)Builder<User>。如此，我們可以有如下的代碼：

UserCollection buildUserCollection(Builder<? extends User> userBuilder){...}

例如：

public List<User> buildUserList(Builder<User> userBuilder){
    List<User> mList = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 5; i ++) {
        mList.add(userBuilder.build());
    }

    return mList;
}

二、實(shí)踐

2.1 Android源碼中(AlertDialog.Builder)

AlertDialog.Builder builder = new AlertDialog.Builder(this);
builder.setTitle("Dialog");
builder.setMessage("這是 android.support.v7.app.AlertDialog 中的樣式");
builder.setNegativeButton("取消", null);
builder.setPositiveButton("確定", null);
builder.show();

2.2 開(kāi)源庫(kù)(UniversalImageLoader,Glide)初始化配置

  public static Glide get(Context context) {
      if (glide == null) {
          synchronized (Glide.class) {
              if (glide == null) {
                  Context applicationContext = context.getApplicationContext();
                  List<GlideModule> modules = new ManifestParser(applicationContext).parse();

                  GlideBuilder builder = new GlideBuilder(applicationContext);
                  for (GlideModule module : modules) {
                      module.applyOptions(applicationContext, builder);
                  }
                  glide = builder.createGlide();
                  for (GlideModule module : modules) {
                      module.registerComponents(applicationContext, glide);
                  }
              }
          }
      }

      return glide;
  }

2.3 通用組件封裝

在我們的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，會(huì)包含很多的功能。如二維碼掃描、圖片選擇、地址選擇等。（1）起初使用這些功能，我們直接在應(yīng)用工程中開(kāi)發(fā)功能代碼，需要修改的話直接改主工程代碼；

（2）明顯第一種方式對(duì)于復(fù)用不是太友好，于是我們將組件抽成module，通過(guò)module依賴(lài)的形式引用。module提供config接口供外部實(shí)現(xiàn)，在實(shí)現(xiàn)類(lèi)中配置參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自己需要的效果。如下所示：

    public class ScanModuleConfigImpl implements IScanModuleConfig {
        @Override
        public int getMaskColor() {
            return ResourcesUtils.getColor(R.color.scan_mask);
        }
    
        @Override
        public int getAngleColor() {
            return ResourcesUtils.getColor(R.color.white);
        }
    
        @Override
        public int getTitleBarHeight() {
            return 70;
        }
    
        @Override
        public float getTitleTextSize() {
            return 18;
        }
    
        @Override
        public int getTipAlpha() {
            return 0xff;
        }
    
        @Override
        public Drawable getSlideIcon() {
            return ResourcesUtils.getDrawable(R.drawable.ic_scan_slider);
        }
    
        @Override
        public String getCustomTitle() {
            return ResourcesUtils.getString(R.string.scan_title);
        }
    
        @Override
        public String getTip() {
            return  ResourcesUtils.getString(R.string.scan_tips);
        }
    
        @Override
        public int getTipMargin() {
            return 33;
        }
    
        @Override
        public int getScanFrameTopMargin() {
            return -1;
        }
    
        @Override
        public int getScanFrameLeftMargin() {
            return -1;
        }
    
        @Override
        public int getScanFrameRightMargin() {
            return -1;
        }
    
        @Override
        public boolean isRequestFullScreen() {
            return true;
        }
    }

（3）第二種實(shí)現(xiàn)方式已經(jīng)很靈活，但是書(shū)寫(xiě)起來(lái)還是略微復(fù)雜，且不利于閱讀。想到建造者模式：將一個(gè)復(fù)雜的構(gòu)建與其表示相分離，使得同樣的構(gòu)建過(guò)程可以創(chuàng)建不同的表示?？紤]到這些組件基本都是功能獨(dú)立且與業(yè)務(wù)解耦，我們其實(shí)可以將這樣組件看成是一個(gè)復(fù)雜對(duì)象。核心功能是不變的部分（如二維碼掃碼組件的掃碼功能和圖片選擇器的圖片展示），因?yàn)樵诓煌瑧?yīng)用中使用，視覺(jué)和一些細(xì)節(jié)會(huì)有差異，這樣我們可以將這些視為可變部分。如下圖所示，是基于建造者模式設(shè)計(jì)的二維碼掃描組件。

Main.jpg

如上圖所示，QrScan是組件提供給外部操作組件的操作類(lèi)。用戶(hù)通過(guò)設(shè)置QrScanConfigration來(lái)初始化得到不同表現(xiàn)形式的二維碼掃描組件，這里QrScanConfigration對(duì)象是基于建造者模式構(gòu)建的。在組件內(nèi)部，通過(guò)QrScanProxy統(tǒng)一分發(fā)處理QrScanConfigration攜帶的配置信息?；诮ㄔ煺吣Ｊ?，封裝組件，并通過(guò)Maven管理，可通過(guò)如下方式使用組件：

build.gradle配置中導(dǎo)入組件

compile 'com.netease.scan:lib-qr-scan:1.0.0'

AndroidManifest配置

// 設(shè)置權(quán)限
<uses-permission android:name="android.permission.VIBRATE"/>
<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />
<uses-feature android:name="android.hardware.camera" />
<uses-feature android:name="android.hardware.camera.autofocus" />

// 注冊(cè)activity
<activity android:name="com.netease.scan.ui.CaptureActivity"
        android:screenOrientation="portrait"
        android:theme="@style/Theme.AppCompat.NoActionBar"/>

初始化
在需要使用此組件的Activity的onCreate方法中，或者在自定義Application的onCreate方法中初始化。

public class MyApplication extends Application {
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();

//        // 默認(rèn)配置
//        QrScanConfiguration configuration = QrScanConfiguration.createDefault(this);

        // 自定義配置
        QrScanConfiguration configuration = new QrScanConfiguration.Builder(this)
                .setTitleHeight(53)
                .setTitleText("來(lái)掃一掃")
                .setTitleTextSize(18)
                .setTitleTextColor(R.color.white)
                .setTipText("將二維碼放入框內(nèi)掃描~")
                .setTipTextSize(14)
                .setTipMarginTop(40)
                .setTipTextColor(R.color.white)
                .setSlideIcon(R.mipmap.capture_add_scanning)
                .setAngleColor(R.color.white)
                .setMaskColor(R.color.black_80)
                .setScanFrameRectRate((float) 0.8)
                .build();
        QrScan.getInstance().init(configuration);
    }
}

啟動(dòng)組件相關(guān)方法（在QrScan.java類(lèi)中已經(jīng)提供）

開(kāi)啟掃描界面

public void launchScan(Context context, IScanModuleCallBack callback) {
    QrScanProxy.getInstance().setCallBack(callback);
    CaptureActivity.launch(context);
}

關(guān)閉掃描界面

public void finishScan(CaptureActivity activity) {
    activity.finish();
}

重啟掃描功能

public void restartScan(CaptureActivity activity) {
    activity.restartCamera();
}

啟動(dòng)掃描并處理掃描結(jié)果

QrScan.getInstance().launchScan(MainActivity.this, new IScanModuleCallBack() {
                    @Override
                    public void OnReceiveDecodeResult(final Context context, String result) {
                        mCaptureContext = (CaptureActivity)context;

                        AlertDialog dialog = new AlertDialog.Builder(mCaptureContext)
                                .setMessage(result)
                                .setCancelable(false)
                                .setNegativeButton("取消", new DialogInterface.OnClickListener() {
                                    @Override
                                    public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
                                        dialog.dismiss();
                                        QrScan.getInstance().restartScan(mCaptureContext);
                                    }
                                })
                                .setPositiveButton("關(guān)閉", new DialogInterface.OnClickListener() {
                                    @Override
                                    public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
                                        dialog.dismiss();
                                        QrScan.getInstance().finishScan(mCaptureContext);
                                    }
                                })
                                .create();
                        dialog.show();
                    }
                });

最終運(yùn)行效果如下圖所示：

二維碼展示Gif

類(lèi)似的，圖片選擇器，也可拆分可變和不可變部分，基于建造者模式封裝實(shí)現(xiàn)。

調(diào)用

 ImageSelectorConfiguration configuration = new ImageSelectorConfiguration.Builder(this)
                .setMaxSelectNum(9)
                .setSpanCount(4)
                .setSelectMode(ImageSelectorConstant.MODE_MULTIPLE)
                .setTitleHeight(48)
                .build();

實(shí)現(xiàn)效果

圖片選擇器Gif效果

以上是本人在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中關(guān)于Builder模式實(shí)踐總結(jié)的一些思考，可能會(huì)有考慮不周的地方，歡迎大家批評(píng)指正。關(guān)于組件復(fù)用，大家如果有更好的方式，期待能夠一起交流討論～

附錄

二維碼掃描組件源碼
圖片選擇器源碼

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建造者模式解析與實(shí)踐

建造者模式解析與實(shí)踐

一、簡(jiǎn)介

1.1 方案一

1.2 方案二

1.3 方案三

二、實(shí)踐

2.1 Android源碼中(AlertDialog.Builder)

2.2 開(kāi)源庫(kù)(UniversalImageLoader,Glide)初始化配置

2.3 通用組件封裝

三、參考

附錄

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建造者模式解析與實(shí)踐

一、簡(jiǎn)介

1.1 方案一

1.2 方案二

1.3 方案三

二、實(shí)踐

2.1 Android源碼中(AlertDialog.Builder)

2.2 開(kāi)源庫(kù)(UniversalImageLoader,Glide)初始化配置

2.3 通用組件封裝

三、參考

附錄

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一、簡(jiǎn)介

二、實(shí)踐