设计模式之二：Builder模式
目录介绍
0.关于Builder模式案例下载
1.Builder模式介绍
2.Builder模式使用场景
3.Builder模式简单案例
  • 3.1 Builder模式UML图(摘自网络)
  • 3.2 在《Android源码设计模式》这本书上，介绍经典Builder模式中，包括
  • 3.3 Product角色
  • 3.4 Builder : 抽象Builder类，规范产品组建，一般是由子类实现具体的组建过程
  • 3.5 ConcreteBuilder : 具体的Builder类
  • 3.6 Director : 统一组装过程
4.Builder模式实际案例Demo
  • 4.1 实际开发中，有时会遇到复杂的对象的代码
  • 4.2  通过构造函数的参数形式去写一个实现类，或者通过set，get去实现
  • 4.3 分析
  • 4.4 将上面例子改成builder模式如下所示
  • 4.5 最后运用，代码如下
  • 4.6 关于线程安全问题
5.Android源码中的Builder模式实现
  • 5.1 首先看看AlertDialog.Builder源代码，只是摘自部分代码
  • 5.2 接下来看看build源代码
  • 5.3 接下来看看show的代码
  • 5.4 为什么AlertDialog要使用builder模式呢？
6.Builder模式总结
  • 6.1 builder模式优点
  • 6.2 builder模式缺点
7.关于其他说明
  • 7.1 参考案例
8.关于其他更多内容
 
 
1.Builder模式介绍
  • 1.1 定义： 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展示。
  • 1.2 Builder模式属于创建型，一步一步将一个复杂对象创建出来，允许用户在不知道内部构建细节的情况下，可以更精细地控制对象的构造流程。
 
2.Builder模式使用场景
  • 相同方法，不同执行顺序，产生不同事件结果
  • 初始化对象特别复杂，参数众多，且很多参数都具有默认值时
 
3.Builder模式简单案例
  • 3.1 Builder模式UML图(摘自网络)
  • 3.2 在《Android源码设计模式》这本书上，介绍经典Builder模式中，包括
    • Product : 产品抽象类
    • Builder : 抽象Builder类，规范产品组建，一般是由子类实现具体的组建过程
    • ConcreteBuilder : 具体的Builder类
    • Director : 统一组装过程
  • 3.3 Product角色
//设置抽象类
public abstract class BuilderUser {
 
    protected String name;
    protected String cardID;
    protected int age;
    protected String address;
 
    public BuilderUser() {}
 
    //设置名字
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    //抽象方法
    public abstract void setCardID();
 
    //设置年龄
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
 
    //设置地址
    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "BuilderUser{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", cardID='" + cardID + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", address='" + address + '\'' +
                '}';
    }
}
 
/**
 * 具体的Product角色 UserCard
 */
public class UserCard extends BuilderUser {
 
    public UserCard() {}
 
    @Override
    public void setCardID() {
        cardID="10086";             //设置默认ID
    }
}
  • 3.4 Builder : 抽象Builder类，规范产品组建，一般是由子类实现具体的组建过程
/**
 * 抽象Builder类
 */
public abstract class Builder {
    public abstract void buildName(String name);
    public abstract void buildCardID();
    public abstract void buildAge(int age);
    public abstract void buildAddress(String address);
    public abstract BuilderUser create();
}
  • 3.5 ConcreteBuilder : 具体的Builder类
/**
* 具体的Builder类
*/
public class AccountBuilder extends Builder{
 
    private BuilderUser user = new UserCard();
 
    @Override
    public void buildName(String name) {
        user.setName(name);
    }
 
    @Override
    public void buildCardID() {
        user.setCardID();
    }
 
    @Override
    public void buildAge(int age) {
        user.setAge(age);
    }
 
    @Override
    public void buildAddress(String address) {
        user.setAddress(address);
    }
 
    @Override
    public BuilderUser create() {
        return user;
    }
}
  • 3.6 Director : 统一组装过程
/**
* Director角色，负责构造User
*/
public class Director {
    Builder mBuilder =null;
 
    public Director(Builder builder){
        this.mBuilder =builder;
    }
 
    public void construct(String name,int age,String address){
        mBuilder.buildName(name);
        mBuilder.buildCardID();
        mBuilder.buildAge(age);
        mBuilder.buildAddress(address);
    }
}
 
 
4.Builder模式实际案例Demo
  • 4.1 实际开发中，有时会遇到复杂的对象的代码，比如
public class BuilderDemo {
    private final String name;         //必选
    private final String cardID;       //必选
    private final int age;             //可选
    private final String address;      //可选
    private final String phone;        //可选
}
  • 4.2  通过构造函数的参数形式去写一个实现类，或者通过set，get去实现
BuilderDemo(String name);
BuilderDemo(String name, String cardID);
BuilderDemo(String name, String cardID,int age);
BuilderDemo(String name, String cardID,int age, String address);
BuilderDemo(String name, String cardID,int age, String address，String phone);
  • 4.3 分析
第一种在参数不多的情况下，是比较方便快捷的，一旦参数多了，代码可读性大大降低，并且难以维护，对调用者来说也造成一定困惑；
 
第二种可读性不错，也易于维护，但是这样子做对象会产生不一致的状态，当你想要传入全部参数的时候，你必需将所有的setXX方法调用完成之后才行。然而一部分的调用者看到了这个对象后，以为这个对象已经创建完毕，就直接使用了，其实User对象并没有创建完成，另外，这个User对象也是可变的，不可变类所有好处都不复存在。
 
Builder模式同时满足上面两种情况，易于维护，并且创建方便
  • 4.4 将上面例子改成builder模式如下所示
public class BuilderDemo {
 
    private final String name;         //必选
    private final String cardID;       //必选
    private final int age;             //可选
    private final String address;      //可选
    private final String phone;        //可选
 
    public BuilderDemo(UserBuilder userBuilder){
        this.name=userBuilder.name;
        this.cardID=userBuilder.cardID;
        this.age=userBuilder.age;
        this.address=userBuilder.address;
        this.phone=userBuilder.phone;
    }
 
    public static class UserBuilder{
        private final String name;
        private final String cardID;
        private int age;
        private String address;
        private String phone;
 
        public BuilderDemo build(){
            return new BuilderDemo(this);
        }
 
        public UserBuilder(String name,String cardID){
            this.name=name;
            this.cardID=cardID;
        }
 
        public UserBuilder age(int age){
            this.age=age;
            return this;
        }
 
        public UserBuilder address(String address){
            this.address=address;
            return this;
        }
 
        public UserBuilder phone(String phone){
            this.phone=phone;
            return this;
        }
    }
}
  • 4.5 最后运用，代码如下
new BuilderDemo.UserBuilder("yc","10086")
        .age(24)
        .address("beijing")
        .phone("13667225184")
        .build();
  • 4.6 关于线程安全问题
// 线程安全
public BuilderDemo build(){
    BuilderDemo builderDemo = new BuilderDemo(this);
    if(builderDemo.age > 100){
        throw new IllegalStateException("Age out of range");
    }
    return builderDemo;
}
 
// 线程不安全，不要这样写
public BuilderDemo build(){
    if(age > 100){
        throw new IllegalStateException("Age out of range");
    }
    return new BuilderDemo(this);
}
 
 
5.Android源码中的Builder模式实现
  • 5.1 首先看看AlertDialog.Builder源代码，只是摘自部分代码
public class AlertDialog extends AppCompatDialog implements DialogInterface {
 
    //接收builder成员变量p中各个参数
    final AlertController mAlert;
 
    //下面是三个构造函数
    protected AlertDialog(@NonNull Context context) {
        this(context, 0);
    }
 
    protected AlertDialog(@NonNull Context context, @StyleRes int themeResId) {
        super(context, resolveDialogTheme(context, themeResId));
        mAlert = new AlertController(getContext(), this, getWindow());
    }
 
    protected AlertDialog(@NonNull Context context, boolean cancelable,
            @Nullable OnCancelListener cancelListener) {
        this(context, 0);
        setCancelable(cancelable);
        setOnCancelListener(cancelListener);
    }
 
    //事件上这里调用了是mAlert的setView方法
    public void setView(View view) {
        mAlert.setView(view);
    }
 
    public void setView(View view, int viewSpacingLeft, int viewSpacingTop, int viewSpacingRight,
            int viewSpacingBottom) {
        mAlert.setView(view, viewSpacingLeft, viewSpacingTop, viewSpacingRight, viewSpacingBottom);
    }
 
    public static class Builder {
        //这个里面存放很多参数
        private final AlertController.AlertParams P;
 
        //这个是new AlertDialog.Builder(context,R.style.AppTheme)调用的方法
        public Builder(@NonNull Context context, @StyleRes int themeResId) {
            P = new AlertController.AlertParams(new ContextThemeWrapper(
                    context, resolveDialogTheme(context, themeResId)));
            mTheme = themeResId;
        }
 
        //这部分代码省略很多，主要是set设置各种参数
        public Builder setTitle(@Nullable CharSequence title) {
            P.mTitle = title;
            return this;
        }
 
              //这部分代码省略很多，主要是set设置各种参数
        public Builder setView(int layoutResId) {
            P.mView = null;
            P.mViewLayoutResId = layoutResId;
            P.mViewSpacingSpecified = false;
            return this;
        }
 
        //构建dialog，传递参数
        public AlertDialog create() {
            final AlertDialog dialog = new AlertDialog(P.mContext, mTheme);
            P.apply(dialog.mAlert);
            dialog.setCancelable(P.mCancelable);
            if (P.mCancelable) {
                dialog.setCanceledOnTouchOutside(true);
            }
            dialog.setOnCancelListener(P.mOnCancelListener);
            dialog.setOnDismissListener(P.mOnDismissListener);
            if (P.mOnKeyListener != null) {
                dialog.setOnKeyListener(P.mOnKeyListener);
            }
            return dialog;
        }
 
        //展示dialog
        public AlertDialog show() {
            final AlertDialog dialog = create();
            dialog.show();
            return dialog;
        }
    }
}
  • 5.2 接下来看看build源代码
    • 其中P是一个保存设置AlterDialog的参数类AlertParams的对象。很显然，Builder只是将AlterDialog的参数存放在一个参数对象里，做一个暂时的保存。在最后调用create方法的时候，创建一个AlterDialog对象，将暂存的参数P一次性应用到这个Dialog对象上。完成Dialog的创建。
    • 当然，这只是创建AlertDialog，还没show出来。可以直接调用刚创建的AlertDialog的show()方法（实际为调用父类Dialog的show（）），也可以在构建完Builder之后直接调用Builder的show方法
public AlertDialog create() {
    //创建
    final AlertDialog dialog = new AlertDialog(P.mContext, mTheme);
    //这一步很重要，下面会单独分析
    P.apply(dialog.mAlert);
    //设置是否可以取消，默认是true
    dialog.setCancelable(P.mCancelable);
    if (P.mCancelable) {
        dialog.setCanceledOnTouchOutside(true);
    }
    //设置取消监听
    dialog.setOnCancelListener(P.mOnCancelListener);
    //设置dialog关闭后监听
    dialog.setOnDismissListener(P.mOnDismissListener);
    //设置返回键监听
    if (P.mOnKeyListener != null) {
        dialog.setOnKeyListener(P.mOnKeyListener);
    }
    //返回对象，创建成功
    return dialog;
}
  • 5.3 接下来看看show的代码
public void show() {
    //如果弹窗已经show出来了 
    if (mShowing) {
        //如果顶级view存在则设置窗口window，并显示顶级View 
        if (mDecor != null) {
            if (mWindow.hasFeature(Window.FEATURE_ACTION_BAR)) {
                mWindow.invalidatePanelMenu(Window.FEATURE_ACTION_BAR);
            }
            mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);
        }
        return;
    }
 
    mCanceled = false;
    //如果窗口还未被创建 
    if (!mCreated) {
        dispatchOnCreate(null);
    }
    //获得Windowd的顶级View，并将其添加到对应的WindowManager中，然后发送show的消息 
    onStart();
    //获取DecorView
    mDecor = mWindow.getDecorView();
 
    if (mActionBar == null && mWindow.hasFeature(Window.FEATURE_ACTION_BAR)) {
        final ApplicationInfo info = mContext.getApplicationInfo();
        mWindow.setDefaultIcon(info.icon);
        mWindow.setDefaultLogo(info.logo);
        mActionBar = new WindowDecorActionBar(this);
    }
    //获取布局参数
    WindowManager.LayoutParams l = mWindow.getAttributes();
    if ((l.softInputMode
            & WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_IS_FORWARD_NAVIGATION) == 0) {
        WindowManager.LayoutParams nl = new WindowManager.LayoutParams();
        nl.copyFrom(l);
        nl.softInputMode |=
                WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_IS_FORWARD_NAVIGATION;
        l = nl;
    }
 
    try {
        //将mDecor添加到WindowManager中
        mWindowManager.addView(mDecor, l);
        mShowing = true;
        //发送一个显示Dialog消息
        sendShowMessage();
    } finally {
    }
}
在show函数中主要做了如下的事情：
(1)通过dispatchOnCreate函数来调用AlertDialog的onCreate函数
(2)然后接着调用onStart函数
(3)最后将Dialog的mDecor添加到WindowManager中(有点不明白这里，为什么要获取到最顶部的布局) 
  • 5.4 为什么AlertDialog要使用builder模式呢？
    • AlterDialog有很多的参数，如我们上面列举的title，message，三个button及其回调，除此以外还有icon，View等属性。如果Android不采用Builder，而采用普通的构造函数来设计AlterDialog，可能要写出很多类似于如下的构造函数：
AlertDialog(String title);
AlertDialog(String message)
AlertDialog(int resId)
AlertDialog(int resId, String title, String message);
AlterDialog(int resId, String title, String message, String PositiveButtonString, OnClickListener listener);
AlterDialog(int resId, String title, String message, String PositiveButtonString, OnClickListener listener);
AlterDialog(int resId, String title, String message, String NegativeButtonString, OnClickListener listener);
AlterDialog(int resId, String title, String message, String PositiveButtonString, OnClickListener listener, String NegativeButtonString, OnClickListener listener);
....
 
6.Builder模式总结
  • Builder模式有几个好处：
    • 1. Builder的setter函数可以包含安全检查，可以确保构建过程的安全，有效。
    • 2. Builder的setter函数是具名函数，有意义，相对于构造函数的一长串函数列表，更容易阅读维护。
    • 3. 可以利用单个Builder对象构建多个对象，Builder的参数可以在创建对象的时候利用setter函数进行调整
  • 当然Builder模式也有缺点：
    • 1. 更多的代码，需要Builder这样的内部类
    • 2. 增加了类创建的运行时开销 ，但是当一个类参数很多的时候，Builder模式带来的好处要远胜于其缺点。
 
7.关于其他说明
  • 7.1 参考案例
    • 参考《Android源码设计解析与实战 》
 
8.关于其他更多内容
脉脉：yc930211
邮箱：yangchong211@163.com

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