JAVA设计模式——创建型模式

JAVA设计模式------创建型模式

一、创建型模式
- [1.单例模式（Singleton Pattern）](#1.单例模式（Singleton Pattern）)
- - [1.1 饿汉式](#1.1 饿汉式)
  - [1.2 懒汉式](#1.2 懒汉式)
  - [1.3 双重检验锁(double check lock)(DCL)](#1.3 双重检验锁(double check lock)(DCL))
  - [1.4 静态内部类](#1.4 静态内部类)
  - [1.5 枚举](#1.5 枚举)
  - [1.6 破坏单例的几种方式与解决方法](#1.6 破坏单例的几种方式与解决方法)
  - - [1.6.1 反序列化](#1.6.1 反序列化)
    - [1.6.2 反射](#1.6.2 反射)
  - [1.7 容器式单例](#1.7 容器式单例)
  - [1.8 ThreadLocal单例](#1.8 ThreadLocal单例)
  - [1.9 总结](#1.9 总结)
- [2.工厂方法模式（Factory Method）](#2.工厂方法模式（Factory Method）)
- - [2.1 简单工厂模式](#2.1 简单工厂模式)
  - - [2.1.1 基础版](#2.1.1 基础版)
    - [2.1.2 升级版](#2.1.2 升级版)
    - [2.1.3 总结](#2.1.3 总结)
  - [2.2 工厂方法模式](#2.2 工厂方法模式)
  - - [2.2.1 代码实现](#2.2.1 代码实现)
    - [2.2.2 总结](#2.2.2 总结)
- [3.抽象工厂模式（Abstract Factory）](#3.抽象工厂模式（Abstract Factory）)
- - [3.1 代码实现](#3.1 代码实现)
  - [3.2 总结](#3.2 总结)
- 4.原型模式（Prototype）
- - [4.1 浅克隆](#4.1 浅克隆)
  - [4.2 深克隆](#4.2 深克隆)
  - [4.3 克隆破坏单例与解决办法](#4.3 克隆破坏单例与解决办法)
  - [4.4 总结](#4.4 总结)
- 5.建造者模式（Builder）
- - [5.1 常规写法](#5.1 常规写法)
  - [5.2 简化写法](#5.2 简化写法)
  - [5.3 链式写法](#5.3 链式写法)
  - [5.4 总结](#5.4 总结)

一、创建型模式

1.单例模式（Singleton Pattern）

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一 。这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

1.1 饿汉式

特点：类加载时就初始化,线程安全（在本类中创建本类对象）

java 复制代码

// 构造方法私有化
private Singleton() {
		
}
 
// 饿汉式创建单例对象
private static Singleton singleton = new Singleton();
 
public static Singleton getInstance() {
	return singleton;
}

1.2 懒汉式

特点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。

java 复制代码

/*
 * 懒汉式创建单例模式 由于懒汉式是非线程安全， 所以加上线程锁保证线程安全
 */
private static Singleton singleton;

public static synchronized Singleton getInstance() {
	if (singleton == null) {
		singleton = new Singleton();
	}
	return singleton;
}

1.3 双重检验锁(double check lock)(DCL)

特点：安全且在多线程情况下能保持高性能

java 复制代码

private volatile static Singleton singleton;
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
    if (singleton == null) {
        synchronized (Singleton.class) {
            if (singleton == null) {
                singleton = new Singleton();
            }
        }
    }
    return singleton;
}

但是在多线程的情况下，可能出现空指针的问题 ------volatile

1.4 静态内部类

特点:效果类似DCL,只适用于静态域

java 复制代码

    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    private Singleton (){}
    public static final Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }

1.5 枚举

特点:自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化

枚举类实现单例模式是极力推荐的单例实现模式，因为枚举类型是线程安全的，并且只会装载一次，设计者充分的利用了枚举的这个特性来实现单例模式，枚举的写法非常简单，而且枚举类型是所用单例实现中唯一种不会被破坏的单例实现模式。

java 复制代码

public enum Singleton {
    INSTANCE;
}

1.6 破坏单例的几种方式与解决方法

1.6.1 反序列化

java 复制代码

Singleton singleton = Singleton.getInstance();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:/test.txt"));
oos.writeObject(singleton);
oos.flush();
oos.close();

ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:/test.txt"));
Singleton singleton1 = (Singleton)ois.readObject();
ois.close();
System.out.println(singleton);//com.ruoyi.base.mapper.Singleton@50134894
System.out.println(singleton1);//com.ruoyi.base.mapper.Singleton@5ccd43c2

可以看到反序列化后，两个对象的地址不一样了，那么这就是违背了单例模式的原则了，解决方法只需要在单例类里加上一个readResolve()方法即可，原因就是在反序列化的过程中，会检测readResolve()方法是否存在，如果存在的话就会反射调用readResolve()这个方法。

java 复制代码

private Object readResolve() {
        return singleton;
    }
//com.ruoyi.base.mapper.Singleton@50134894
//com.ruoyi.base.mapper.Singleton@50134894

1.6.2 反射

java 复制代码

Singleton singleton = Singleton.getInstance();
Class<Singleton> singletonClass = Singleton.class;
Constructor<Singleton> constructor = singletonClass.getDeclaredConstructor();
constructor.setAccessible(true);
Singleton singleton1 = constructor.newInstance();
System.out.println(singleton);//com.ruoyi.base.mapper.Singleton@32a1bec0
System.out.println(singleton1);//com.ruoyi.base.mapper.Singleton@22927a81

同样可以看到，两个对象的地址不一样，这同样是违背了单例模式的原则，解决办法为使用一个布尔类型的标记变量标记一下即可，代码如下：

java 复制代码

private static boolean singletonFlag = false;

    private Singleton() {
        if (singleton != null || singletonFlag) {
            throw new RuntimeException("试图用反射破坏异常");
        }
        singletonFlag = true;
    }

但是这种方法假如使用了反编译，获得了这个标记变量，同样可以破坏单例，代码如下：

java 复制代码

Class<Singleton> singletonClass = Singleton.class;
Constructor<Singleton> constructor = singletonClass.getDeclaredConstructor();
constructor.setAccessible(true);
Singleton singleton = constructor.newInstance();
System.out.println(singleton); // com.ruoyi.base.mapper.Singleton@32a1bec0

Field singletonFlag = singletonClass.getDeclaredField("singletonFlag");
singletonFlag.setAccessible(true);
singletonFlag.setBoolean(singleton, false);
Singleton singleton1 = constructor.newInstance();
System.out.println(singleton1); // com.ruoyi.base.mapper.Singleton@5e8c92f4

如果想使单例不被破坏，那么应该使用枚举的方式去实现单例模式，枚举是不可以被反射破坏单例的。

1.7 容器式单例

当程序中的单例对象非常多的时候，则可以使用容器对所有单例对象进行管理，如下：

java 复制代码

public class ContainerSingleton {
    private ContainerSingleton() {}
    private static Map<String, Object> singletonMap = new ConcurrentHashMap<>();
    public static Object getInstance(Class clazz) throws Exception {
        String className = clazz.getName();
        // 当容器中不存在目标对象时则先生成对象再返回该对象
        if (!singletonMap.containsKey(className)) {
            Object instance = Class.forName(className).newInstance();
            singletonMap.put(className, instance);
            return instance;
        }
        // 否则就直接返回容器里的对象
        return singletonMap.get(className);
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SafetyDangerLibrary instance1 = (SafetyDangerLibrary)ContainerSingleton.getInstance(SafetyDangerLibrary.class);
        SafetyDangerLibrary instance2 = (SafetyDangerLibrary)ContainerSingleton.getInstance(SafetyDangerLibrary.class);
        System.out.println(instance1 == instance2); // true
    }
}

1.8 ThreadLocal单例

不保证整个应用全局唯一，但保证线程内部全局唯一，以空间换时间，且线程安全。

java 复制代码

public class ThreadLocalSingleton {
    private ThreadLocalSingleton(){}
    private static final ThreadLocal<ThreadLocalSingleton> threadLocalInstance = ThreadLocal.withInitial(() -> new ThreadLocalSingleton());
    public static ThreadLocalSingleton getInstance(){
        return threadLocalInstance.get();
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-----" + ThreadLocalSingleton.getInstance());
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-----" + ThreadLocalSingleton.getInstance());
        }).start();
        new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-----" + ThreadLocalSingleton.getInstance());
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-----" + ThreadLocalSingleton.getInstance());
        }).start();
//        Thread-0-----com.ruoyi.library.domain.vo.ThreadLocalSingleton@53ac93b3
//        Thread-1-----com.ruoyi.library.domain.vo.ThreadLocalSingleton@7fe11afc
//        Thread-0-----com.ruoyi.library.domain.vo.ThreadLocalSingleton@53ac93b3
//        Thread-1-----com.ruoyi.library.domain.vo.ThreadLocalSingleton@7fe11afc
    }
}

可以看到上面线程0和1他们的对象是不一样的，但是线程内部，他们的对象是一样的，这就是线程内部保证唯一。

1.9 总结

适用场景：

需要确保在任何情况下绝对只需要一个实例。如：ServletContext，ServletConfig，ApplicationContext，DBPool，ThreadPool等。

优点：

在内存中只有一个实例，减少了内存开销。
可以避免对资源的多重占用。
设置全局访问点，严格控制访问。

缺点：

没有接口，扩展困难。
如果要扩展单例对象，只有修改代码，没有其它途径。

2.工厂方法模式（Factory Method）

2.1 简单工厂模式

简单工厂模式不是23种设计模式之一，他可以理解为工厂模式的一种简单的特殊实现。

2.1.1 基础版

java 复制代码

// 工厂类
public class CoffeeFactory {
    public Coffee create(String type) {
        if ("americano".equals(type)) {
            return new Americano();
        }
        if ("mocha".equals(type)) {
            return new Mocha();
        }
        if ("cappuccino".equals(type)) {
            return new Cappuccino();
        }
        return null;
    }
}

java 复制代码

// 产品基类
public interface Coffee {

}

// 产品具体类，实现产品基类接口
public class Cappuccino implements Coffee {

}

基础版是最基本的简单工厂的写法，传一个参数过来，判断是什么类型的产品，就返回对应的产品类型。但是这里有一个问题，就是参数是字符串的形式，这就很容易会写错，比如少写一个字母，或者小写写成了大写，就会无法得到自己想要的产品类了，同时如果新加了产品，还得在工厂类的创建方法中继续加if，于是就有了升级版的写法。

2.1.2 升级版

java 复制代码

// 使用反射创建对象
// 加一个static变为静态工厂
public static Coffee create(Class<? extends Coffee> clazz) throws Exception {
    if (clazz != null) {
        return clazz.newInstance();
    }
    return null;
}

升级版就很好的解决基础版的问题，在创建的时候在传参的时候不仅会有代码提示，保证不会写错，同时在新增产品的时候只需要新增产品类即可，也不需要再在工厂类的方法里面新增代码了。

2.1.3 总结

适用场景：

工厂类负责创建的对象较少。
客户端只需要传入工厂类的参数，对于如何创建的对象的逻辑不需要关心。

优点：

只需要传入一个正确的参数，就可以获取你所需要的对象，无须知道创建的细节。

缺点：

工厂类的职责相对过重，增加新的产品类型的时需要修改工厂类的判断逻辑，违背了开闭原则。
不易于扩展过于复杂的产品结构。

2.2 工厂方法模式

工厂方法模式是指定义一个创建对象的接口，让实现这个接口的类来决定实例化哪个类，工厂方法让类的实例化推迟到子类中进行。

工厂方法模式主要有以下几种角色：

抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法来创建产品。
具体工厂（ConcreteFactory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建。
抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它和具体工厂之间一一对应。

2.2.1 代码实现

java 复制代码

// 抽象工厂
public interface CoffeeFactory {
    Coffee create();
}
// 具体工厂
public class CappuccinoFactory implements CoffeeFactory {
    @Override
    public Coffee create() {
        return new Cappuccino();
    }
}
// 抽象产品
public interface Coffee {
}
// 具体产品
public class Cappuccino implements Coffee {
}

2.2.2 总结

适用场景：

创建对象需要大量的重复代码。
客户端（应用层）不依赖于产品类实例如何被创建和实现等细节。
一个类通过其子类来指定创建哪个对象。

优点：

用户只需要关系所需产品对应的工厂，无须关心创建细节。
加入新产品符合开闭原则，提高了系统的可扩展性。

缺点：

类的数量容易过多，增加了代码结构的复杂度。
增加了系统的抽象性和理解难度。

3.抽象工厂模式（Abstract Factory）

抽象工厂模式是指提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，无须指定他们具体的类。

工厂方法模式中考虑的是一类产品的生产，如电脑厂只生产电脑，电话厂只生产电话，这种工厂只生产同种类的产品，同种类产品称为同等级产品，也就是说，工厂方法模式只考虑生产同等级的产品，但是现实生活中许多工厂都是综合型工厂，能生产多等级（种类）的产品，如上面说的电脑和电话，本质上他们都属于电器，那么他们就能在电器厂里生产出来，而抽象工厂模式就将考虑多等级产品的生产，将同一个具体工厂所生产的位于不同等级的一组产品称为一个产品族，如上图所示纵轴是产品等级，也就是同一类产品；横轴是产品族，也就是同一品牌的产品，同一品牌的产品产自同一个工厂。

抽象工厂模式的主要角色如下：

抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，它包含多个创建产品的方法，可以创建多个不同等级的产品。
具体工厂（Concrete Factory）：主要是实现抽象工厂中的多个抽象方法，完成具体产品的创建。
抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能，抽象工厂模式有多个抽象产品。
具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间是多对一的关系。

3.1 代码实现

java 复制代码

// 咖啡店 抽象工厂
public interface CoffeeShopFactory {

    // 咖啡类
    Coffee createCoffee();

    // 甜点类
    Dessert createDessert();
}
// 美式风格工厂
public class AmericanFactory implements CoffeeShopFactory {
    @Override
    public Coffee createCoffee() {
        return new Americano();
    }

    @Override
    public Dessert createDessert() {
        return new Cheesecake();
    }
}
// 意式风格工厂
public class ItalyFactory implements CoffeeShopFactory {
    @Override
    public Coffee createCoffee() {
        return new Cappuccino();
    }

    @Override
    public Dessert createDessert() {
        return new Tiramisu();
    }
}

类图

3.2 总结

产品族：一系列相关的产品，整合到一起有关联性

产品等级：同一个继承体系

适用场景：

客户端（应用层）不依赖于产品类实例如何被创建和实现等细节。
强调一系列相关的产品对象（属于同一产品族）一起使用创建对象需要大量重复的代码。
提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使客户端不依赖于具体实现。

优点：

当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。

缺点：

当产品族中需要增加一个新的产品时，所有的工厂类都需要进行修改。

4.原型模式（Prototype）

原型模式是指原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。调用者不需要知道任何创建细节，不调用构造函数。

原型模式包含如下角色：

抽象原型类：规定了具体原型对象必须实现的的 clone() 方法。
具体原型类：实现抽象原型类的 clone() 方法，它是可被复制的对象。
访问类：使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象。

java 复制代码

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Student implements Cloneable {
    private String name;
    private String sex;
    private Integer age;
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Student stu1 = new Student("张三", "男", 18);
        Student stu2 = (Student)stu1.clone();
        stu2.setName("李四");
        System.out.println(stu1);// Student(name=张三, sex=男, age=18)
        System.out.println(stu2);// Student(name=李四, sex=男, age=18)
    }
}

可以看到，把一个学生复制过来，只是改了姓名而已，其他属性完全一样没有改变，需要注意的是，一定要在被拷贝的对象上实现Cloneable接口，否则会抛出CloneNotSupportedException异常。

4.1 浅克隆

创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。

java 复制代码

@Data
public class Clazz implements Cloneable {
    private String name;
    private Student student;
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}
@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Student implements Serializable {
    private String name;
    private String sex;
    private Integer age;
}

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Clazz clazz1 = new Clazz();
        clazz1.setName("高三一班");
        Student stu1 = new Student("张三", "男", 18);
        clazz1.setStudent(stu1);
        System.out.println(clazz1); // Clazz(name=高三一班, student=Student(name=张三, sex=男, age=18))
        Clazz clazz2 = (Clazz)clazz1.clone();
        Student stu2 = clazz2.getStudent();
        stu2.setName("李四");
        System.out.println(clazz1); // Clazz(name=高三一班, student=Student(name=李四, sex=男, age=18))
        System.out.println(clazz2); // Clazz(name=高三一班, student=Student(name=李四, sex=男, age=18))
    }

可以看到，当修改了stu2的姓名时，stu1的姓名同样也被修改了，这说明stu1和stu2是同一个对象，这就是浅克隆的特点，对具体原型类中的引用类型的属性进行引用的复制。同时，这也可能是浅克隆所带来的弊端，因为结合该例子的原意，显然是想在班级中新增一名叫李四的学生，而非让所有的学生都改名叫李四，于是我们这里就要使用深克隆。

4.2 深克隆

创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。

java 复制代码

@Data
public class Clazz implements Cloneable, Serializable {
    private String name;
    private Student student;
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    protected Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(this);
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        return ois.readObject();
    }
}

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Clazz clazz1 = new Clazz();
        clazz1.setName("高三一班");
        Student stu1 = new Student("张三", "男", 18);
        clazz1.setStudent(stu1);
        Clazz clazz3 = (Clazz)clazz1.deepClone();
        Student stu3 = clazz3.getStudent();
        stu3.setName("王五");
        System.out.println(clazz1); // Clazz(name=高三一班, student=Student(name=张三, sex=男, age=18))
        System.out.println(clazz3); // Clazz(name=高三一班, student=Student(name=王五, sex=男, age=18))
    }

可以看到，当修改了stu3的姓名时，stu1的姓名并没有被修改了，这说明stu3和stu1已经是不同的对象了，说明Clazz中的Student也被克隆了，不再指向原有对象地址，这就是深克隆。这里需要注意的是，Clazz类和Student类都需要实现Serializable接口，否则会抛出NotSerializableException异常。

4.3 克隆破坏单例与解决办法

PS：上面例子有的代码，这里便不重复写了，可以在上面的代码基础上添加以下代码

java 复制代码

// Clazz类
private static Clazz clazz = new Clazz();
private Clazz(){}
public static Clazz getInstance() {return clazz;}

    // 测试
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Clazz clazz1 = Clazz.getInstance();
        Clazz clazz2 = (Clazz)clazz1.clone();
        System.out.println(clazz1 == clazz2); // false
    }

可以看到clazz1和clazz2并不相等，也就是说他们并不是同一个对象，也就是单例被破坏了。

解决办法也很简单，首先第一个就是不实现Cloneable接口即可，但是不实现Cloneable接口进行clone则会抛出CloneNotSupportedException异常。第二个方法就是重写clone()方法即可，如下：

java 复制代码

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return clazz;
    }
    // 测试输出
    System.out.println(clazz1 == clazz2) // true

可以看到，上面clazz1和clazz2是相等的，即单例没有被破坏。

另外我们知道，单例就是只有一个实例对象，如果重写了clone(）方法保证单例的话，那么通过克隆出来的对象则不可以重新修改里面的属性，因为修改以后就会连同克隆对象一起被修改，所以是需要单例还是克隆，在实际应用中需要好好衡量。

4.4 总结

适用场景：

类初始化消耗资源较多。
new产生的一个对象需要非常繁琐的过程（数据准备、访问权限等）。
构造函数比较复杂。
循环体中生产大量对象时。

优点：

性能优良，Java自带的原型模式是基于内存二进制流的拷贝，比直接new一个对象性能上提升了许多。
可以使用深克隆方式保存对象的状态，使用原型模式将对象复制一份并将其状态保存起来，简化了创建的过程。

缺点：

必须配备克隆（或者可拷贝）方法。
当对已有类进行改造的时候，需要修改代码，违反了开闭原则。
深克隆、浅克隆需要运用得当。

5.建造者模式（Builder）

建造者模式是将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。用户只需指定需要建造的类型就可以获得对象，建造过程及细节不需要了解。

建造者（Builder）模式包含如下角色：

抽象建造者类（Builder）：这个接口规定要实现复杂对象的那些部分的创建，并不涉及具体的部件对象的创建。
具体建造者类（ConcreteBuilder）：实现 Builder 接口，完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。在构造过程完成后，提供产品的实例。
产品类（Product）：要创建的复杂对象。
指挥者类（Director）：调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分，在指导者中不涉及具体产品的信息，只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建。

5.1 常规写法

java 复制代码

//产品类 电脑
@Data
public class Computer {
    private String motherboard;
    private String cpu;
    private String memory;
    private String disk;
    private String gpu;
    private String power;
    private String heatSink;
    private String chassis;
}
// 抽象 builder类（接口） 组装电脑
public interface ComputerBuilder { 
    Computer computer = new Computer();
    void buildMotherboard();
    void buildCpu();
    void buildMemory();
    void buildDisk();
    void buildGpu();
    void buildHeatSink();
    void buildPower();
    void buildChassis();
    Computer build();
}
// 具体 builder类 华硕ROG全家桶电脑（手动狗头）
public class AsusComputerBuilder implements ComputerBuilder {
    @Override 
    public void buildMotherboard() {
        computer.setMotherboard("Extreme主板");
    }
    @Override
    public void buildCpu() {
        computer.setCpu("Inter 12900KS");
    }
    @Override
    public void buildMemory() {
        computer.setMemory("芝奇幻峰戟 16G*2");
    }
    @Override
    public void buildDisk() {
        computer.setDisk("三星980Pro 2T");
    }
    @Override
    public void buildGpu() {
        computer.setGpu("华硕3090Ti 水猛禽");
    }
    @Override
    public void buildHeatSink() {
        computer.setHeatSink("龙神二代一体式水冷");
    }
    @Override
    public void buildPower() {
        computer.setPower("雷神二代1200W");
    }
    @Override
    public void buildChassis() {
        computer.setChassis("太阳神机箱");
    }
    @Override
    public Computer build() {
        return computer;
    }
}
// 指挥者类 指挥该组装什么电脑
@AllArgsConstructor
public class ComputerDirector {
    private ComputerBuilder computerBuilder;
    public Computer construct() {
        computerBuilder.buildMotherboard();
        computerBuilder.buildCpu();
        computerBuilder.buildMemory();
        computerBuilder.buildDisk();
        computerBuilder.buildGpu();
        computerBuilder.buildHeatSink();
        computerBuilder.buildPower();
        computerBuilder.buildChassis();
        return computerBuilder.build();
    }
}
   // 测试
    public static void main(String[] args) {
        ComputerDirector computerDirector = new ComputerDirector(new AsusComputerBuilder());
        // Computer(motherboard=Extreme主板, cpu=Inter 12900KS, memory=芝奇幻峰戟 16G*2, disk=三星980Pro 2T, gpu=华硕3090Ti 水猛禽, power=雷神二代1200W, heatSink=龙神二代一体式水冷, chassis=太阳神机箱)
        System.out.println(computerDirector.construct());
    }

上面示例是建造者模式的常规用法，指挥者类ComputerDirector在建造者模式中具有很重要的作用，它用于指导具体构建者如何构建产品，控制调用先后次序，并向调用者返回完整的产品类，但是有些情况下需要简化系统结构，可以把指挥者类和抽象建造者进行结合，于是就有了下面的简化写法。

5.2 简化写法

java 复制代码

// 把指挥者类和抽象建造者合在一起的简化建造者类
public class SimpleComputerBuilder {
    private Computer computer = new Computer();
    public void buildMotherBoard(String motherBoard){
        computer.setMotherboard(motherBoard);
    }
    public void buildCpu(String cpu){
        computer.setCpu(cpu);
    }
    public void buildMemory(String memory){
        computer.setMemory(memory);
    }
    public void buildDisk(String disk){
        computer.setDisk(disk);
    }
    public void buildGpu(String gpu){
        computer.setGpu(gpu);
    }
    public void buildPower(String power){
        computer.setPower(power);
    }
    public void buildHeatSink(String heatSink){
        computer.setHeatSink(heatSink);
    }
    public void buildChassis(String chassis){
        computer.setChassis(chassis);
    }
    public Computer build(){
        return computer;
    }
}
    // 测试
    public static void main(String[] args) {
        SimpleComputerBuilder simpleComputerBuilder = new SimpleComputerBuilder();
        simpleComputerBuilder.buildMotherBoard("Extreme主板");
        simpleComputerBuilder.buildCpu("Inter 12900K");
        simpleComputerBuilder.buildMemory("芝奇幻峰戟 16G*2");
        simpleComputerBuilder.buildDisk("三星980Pro 2T");
        simpleComputerBuilder.buildGpu("华硕3090Ti 水猛禽");
        simpleComputerBuilder.buildPower("雷神二代1200W");
        simpleComputerBuilder.buildHeatSink("龙神二代一体式水冷");
        simpleComputerBuilder.buildChassis("太阳神机箱");
        // Computer(motherboard=Extreme主板, cpu=Inter 12900K, memory=芝奇幻峰戟 16G*2, disk=三星980Pro 2T, gpu=华硕3090Ti 水猛禽, power=雷神二代1200W, heatSink=龙神二代一体式水冷, chassis=太阳神机箱)
        System.out.println(simpleComputerBuilder.build());
    }

可以看到，对比常规写法，这样写确实简化了系统结构，但同时也加重了建造者类的职责，也不是太符合单一职责原则，如果construct() 过于复杂，建议还是封装到 Director 中。

5.3 链式写法

java 复制代码

// 链式写法建造者类
public class SimpleComputerBuilder {
    private Computer computer = new Computer();
    public SimpleComputerBuilder buildMotherBoard(String motherBoard){
        computer.setMotherboard(motherBoard);
        return this;
    }
    public SimpleComputerBuilder buildCpu(String cpu){
        computer.setCpu(cpu);
        return this;
    }
    public SimpleComputerBuilder buildMemory(String memory){
        computer.setMemory(memory);
        return this;
    }
    public SimpleComputerBuilder buildDisk(String disk){
        computer.setDisk(disk);
        return this;
    }
    public SimpleComputerBuilder buildGpu(String gpu){
        computer.setGpu(gpu);
        return this;
    }
    public SimpleComputerBuilder buildPower(String power){
        computer.setPower(power);
        return this;
    }
    public SimpleComputerBuilder buildHeatSink(String heatSink){
        computer.setHeatSink(heatSink);
        return this;
    }
    public SimpleComputerBuilder buildChassis(String chassis){
        computer.setChassis(chassis);
        return this;
    }
    public Computer build(){
        return computer;
    }
}
    // 测试
    public static void main(String[] args) {
        Computer asusComputer = new SimpleComputerBuilder().buildMotherBoard("Extreme主板")
            .buildCpu("Inter 12900K")
            .buildMemory("芝奇幻峰戟 16G*2")
            .buildDisk("三星980Pro 2T")
            .buildGpu("华硕3090Ti 水猛禽")
            .buildPower("雷神二代1200W")
            .buildHeatSink("龙神二代一体式水冷")
            .buildChassis("太阳神机箱").build();
        System.out.println(asusComputer);
    }

可以看到，其实链式写法与普通写法的区别并不大，只是在建造者类组装部件的时候，同时将建造者类返回即可，使用链式写法使用起来更方便，某种程度上也可以提高开发效率。从软件设计上，对程序员的要求比较高。比较常见的mybatis-plus中的条件构造器就是使用的这种链式写法。

5.4 总结

适用场景：

适用于创建对象需要很多步骤，但是步骤顺序不一定固定。
如果一个对象有非常复杂的内部结构（属性），把复杂对象的创建和使用进行分离。

优点：

封装性好，创建和使用分离。
扩展性好，建造类之间独立、一定程度上解耦。

缺点：

产生多余的Builder对象。
产品内部发生变化，建造者都要修改，成本较大。

与工厂模式的区别：

建造者模式更注重方法的调用顺序，工厂模式更注重创建对象。
创建对象的力度不同，建造者模式创建复杂的对象，由各种复杂的部件组成，工厂模式创建出来的都一样。
关注点不同，工厂模式只需要把对象创建出来就可以了，而建造者模式中不仅要创建出这个对象，还要知道这个对象由哪些部件组成。
建造者模式根据建造过程中的顺序不一样，最终的对象部件组成也不一样。

与抽象工厂模式的区别：

抽象工厂模式实现对产品族的创建，一个产品族是这样的一系列产品：具有不同分类维度的产品组合，采用抽象工厂模式则是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。
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。
建造者模式所有函数加到一起才能生成一个对象，抽象工厂一个函数生成一个对象