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其實這個問題很多人都進行過解答，也有很多小伙伴在Java四大名著之一的《Effective Java》中的第1～5小節(jié)了解過，不過我還是想結(jié)合自己的理解對這個問題進行總結(jié)和歸納，談談為什么會最終選擇構(gòu)建器來實現(xiàn)我們的目的。
在 Java 中有多種方式可以創(chuàng)建對象，總結(jié)起來主要有下面的 4 種方式：
正常創(chuàng)建：通過 new 操作符
反射創(chuàng)建：調(diào)用 Class 或 java.lang.reflect.Constructor 的 newInstance()方法
克隆創(chuàng)建：調(diào)用現(xiàn)有對象的 clone()方法
發(fā)序列化：調(diào)用 java.io.ObjectInputStream 的 getObject()方法反序列化
Java 對象的創(chuàng)建方式是其語法明確規(guī)定，用戶不可能從外部改變的。本文仍然要使用上面的方式來創(chuàng)建對象，所以本文只能說是構(gòu)建對象，而非創(chuàng)建對象也。
假設有這樣一個場景，現(xiàn)在要構(gòu)建一個大型的對象，這個對象包含許多個參數(shù)的對象，有些參數(shù)有些是必填的，有些則是選填的。那么如何構(gòu)建優(yōu)雅、安全地構(gòu)建這個對象呢?
01 單一構(gòu)造函數(shù)
通常，我們第一反應能想到的就是單一構(gòu)造函數(shù)方式。直接 new 的方式構(gòu)建，通過構(gòu)造函數(shù)來傳遞參數(shù)，見下面的代碼：
- /***
- * 單一構(gòu)造函數(shù)
- */
- public class Person {
- // 姓名（必填）
- private String name;
- // 年齡（必填）
- private int age;
- // 身高（選填）
- private int height;
- // 畢業(yè)學校（選填）
- private String school;
- // 愛好（選填）
- private String hobby;
- public Person(String name, int age, int height, String school, String hobby) {
- this.name = name;
- this.age = age;
- this.height = height;
- this.school = school;
- this.hobby = hobby;
- } }
上面的構(gòu)建方式有下面的缺點：
有些參數(shù)是可以選填的（如 height, school），在構(gòu)建 Person 的時候必須要傳入可能并不需要的參數(shù)。
現(xiàn)在上面才 5 個參數(shù)，構(gòu)造函數(shù)就已經(jīng)非常長了。如果是 20 個參數(shù)，構(gòu)造函數(shù)都可以直接上天了！
構(gòu)建的這樣的對象非常容易出錯。
客戶端必須要對照 Javadoc 或者參數(shù)名來講實參傳入對應的位置。如果參數(shù)都是 String 類型的，一旦傳錯參數(shù)，編譯是不會報錯的，但是運行結(jié)果卻是錯誤的。
02 多構(gòu)造函數(shù)
對于第 1 個問題，我們可以通過構(gòu)造函數(shù)重載來解決。見下面的代碼：
- /***
- * 多構(gòu)造函數(shù)
- */
- public class Person {
- // 姓名（必填）
- private String name;
- // 年齡（必填）
- private int age;
- // 身高（選填）
- private int height;
- // 畢業(yè)學校（選填）
- private String school;
- // 愛好（選填）
- private String hobby;
- public Person(String name, int age) {
- this.name = name;
- this.age = age;
- }
- public Person(String name, int age, int height) {
- this.name = name;
- this.age = age;
- this.height = height;
- }
- public Person(String name, int age, int height, String school) {
- this.name = name;
- this.age = age;
- this.height = height;
- this.school = school;
- }
- public Person(String name, int age, String hobby, String school) {
- this.name = name;
- this.age = age;
- this.hobby = hobby;
- this.school = school;
- } }
上面的方式確實能在一定程度上降低構(gòu)造函數(shù)的長度，但是卻有下面的缺陷：
導致類過長。這種方式會使得 Person 類的構(gòu)造函數(shù)成階乘級增長。按理來說，應該要寫的構(gòu)造函數(shù)數(shù)是可選成員變量的組合數(shù)（實際并沒有這么多，原因見第 2 點）。如果讓我調(diào)用這樣的類，絕對會在心里默念 xx!!
有些參數(shù)組合無法重構(gòu)。因為 Java 中重載是有限制的，相同方法簽名的方法不能構(gòu)成重載，編譯時無法通過。譬如包含（name, age, school）和(name, age, hobby)的構(gòu)造函數(shù)是不能重載的，因為 shcool 和 hobby 同為 String 類型。Java 只認變量的類型，管你變量是什么含義呢。
03 JavaBean方式
上面的方法不行，莫急！還有法寶——JavaBean。一個對象的構(gòu)建通過多個方法來完成。直接見下面的代碼：
- public class Person {
- // 姓名（必填）
- private String name;
- // 年齡（必填）
- private int age;
- // 身高（選填）
- private int height;
- // 畢業(yè)學校（選填）
- private String school;
- // 愛好（選填）
- private String hobby;
- public Person(String name, int age) {
- this.name = name;
- this.age = age;
- }
- public void setHeight(int height) {
- this.height = height;
- }
- public void setSchool(String school) {
- this.school = school;
- }
- public void setHobby(String hobby) {
- this.hobby = hobby;
- } }
- 客戶端使用這個對象的代碼如下：
- public class Client {
- public static void main(String[] args) {
- Person person = new Person("james", 12);
- person.setHeight(170);
- person.setHobby("reading");
- person.setSchool("xxx university");
- } }
這樣看起來完美的解決了 Person 對象構(gòu)建的問題，使用起來非常優(yōu)雅便捷。確實，在單一線程的環(huán)境中這確實是一個非常好的構(gòu)建對象的方法，但是如果是在多線程環(huán)境中仍有其致命缺陷。在多線程環(huán)境中，這個對象不能安全地被構(gòu)建，因為它不是不可變對象。一旦Person 對象被構(gòu)建，我們隨時可通過 setXXX()方法改變對象的內(nèi)部狀態(tài)。假設有一個線程正在執(zhí)行與 Person 對象相關的業(yè)務方法，另外一個線程改變了其內(nèi)部狀態(tài)，這樣得到莫名其妙的結(jié)果。由于線程運行的無規(guī)律性，使得這問題有可能不能重現(xiàn)，這個時候真的就只能哭了。
04 Builder方式
為了完美地解決這個問題，下面引出本文中的主角（等等等等?。Ｎ覀兪褂脴?gòu)建器（Builder）來優(yōu)雅、安全地構(gòu)建 Person 對象。廢話不說，直接代碼：
- /**
- * 待構(gòu)建的對象。該對象的特點：
- *
- *
- 需要用戶手動的傳入多個參數(shù)，并且有多個參數(shù)是可選的、順序隨意
- *
- 該對象是不可變的（所謂不可變，就是指對象一旦創(chuàng)建完成，其內(nèi)部狀態(tài)不可變，
- 更通俗的說是其成員變量不可改變）。* 不可變對象本質(zhì)上是線程安全的。
- *
- 對象所屬的類不是為了繼承而設計的。
- *
客戶端構(gòu)建對象的方式見下面的代碼：
- /**
- * 使用 Person 對象的客戶端
- * @author xiaoyu
- * @date 2020-10-25
- */
- public class Client {
- public static void main(String[] args) {
- /*
- * 通過鏈式調(diào)用的方式創(chuàng)建 Person 對象，非常優(yōu)雅！
- */
- Person person = new Person.Builder("james", 12)
- .setHeight(170)
- .setHobby("reading")
- .build();
- person.doSomething();
- } }
如果不想看代碼，可看下面對于上面代碼的總結(jié)：
通過 private Person(..)使得 Person 類不可被繼承
通過將 Person 類的成員變量設置為 final 類型，使得其不可變
通過 Person 內(nèi)部的 static Builder 類來構(gòu)建 Person 對象
通過將 Builder 類內(nèi)部的 setXXX()方法返回 Builder 類型本身，實現(xiàn)鏈式調(diào)用構(gòu)建 Person 對 象
總結(jié)
至此，我們就相對完美地解決這一類型的對象創(chuàng)建問題！下面來總結(jié)一下本文的重點。待創(chuàng)建的對象特點：
需要用戶手動的傳入多個參數(shù)，并且有多個參數(shù)是可選的、順序任意
對象不可變
對象所屬的類不是為了繼承而設計的。即類不能被繼承
依次使用的對象構(gòu)建方法：
單一構(gòu)造函數(shù)
多構(gòu)造函數(shù)
JavaBean 方式
Builder 方式
最終，通過比較得出 Builder 方法最為合適的解決。
名稱欄目：如何在Java中創(chuàng)建優(yōu)雅的對象來提升程序性能
當前鏈接：http://m.fisionsoft.com.cn/article/cdocoos.html
