Builder模式

design-pattern OOD

初次接触builder是在Effective Java(2nd Edition)一书中的item 2，后来又在JAXP提供的DOM解析器中遇到了DocumentBuilder这一个创建Doucment模型的类。见得越多，我却越迷糊，builder到底指的是什么？

Builder Pattern

Gof的Design Pattern一书总结了builder这一设计模式。

该模式的设计初衷是：“Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction can create different representations. ”也就是说将创建过程与表示分离，相同的创建过程却可以得到不同的表示。

所谓“创建过程”只有当创建的实例非常复杂时才易被感知，而“表示”则是我们最终得到的实例内部数据表示（例如：顺序表可以由数组、链表等实现，这就是对象的不同表示）。

其实现类图如下，Builder是执行创建步骤的抽象类/接口，而Director类是指导创建步骤的执行次序或是否执行的指挥。通过对Builder不同的实现，相同的创建步骤可以产生不同的实例（也就是表示）。

（图片源自《设计模式Java版》）

Effective Java中的Builder

此处仅讨论部分，若想详细了解，可点击这里。

Effective Java 一书中将Builder用来创建多字段类的实例，并且借鉴了Fluent API的思想，将上述的设计模式进行简化，使其更为灵活。但是，设计初衷已经改变，原Builder是将创建过程与表示分离，而此处的Builder的创建过程由客户端调用，是为了降低客户端创建复杂对象的难度，而非隔离。

实际做法如图所示：

客户端使用方法如下：

ProductBuilder builder = new ProductBuilder();
Product product = builder.setA(a).setB(b).setC(c).build(); 

Builder也可以放入Product类中成为内部类。

此处的设计方法是在客户端需要建立多字段的类时，提供一种简便的、易懂的方式。

JAXP中DOM解析器的DocumentBuilder

JAXP发行时集成的Sun公司提供的转换功能实现：

public class DocumentBuilderImpl extends implements JAXPConstants
    public Document parse(InputSource is) throws SAXException, IOException {
        if (is == null) {
            throw new IllegalArgumentException(
                DOMMessageFormatter.formatMessage(DOMMessageFormatter.DOM_DOMAIN,
                "jaxp-null-input-source", null));
        }
        if (fSchemaValidator != null) {
            if (fSchemaValidationManager != null) {
                fSchemaValidationManager.reset();
                fUnparsedEntityHandler.reset();
            }
            resetSchemaValidator();
        }
        domParser.parse(is);
        Document doc = domParser.getDocument();
        domParser.dropDocumentReferences();
        return doc;
    }
    //...
}

客户端：

DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
DocumentBuilder builder = factory.newDocumentBuilder();
Document document = builder.parse(file);

显然JAXP的DOM解析使用了简化的Builder模式——无Director类，将contruct方法集成到Builder类中，由Builder的具体实现类产生Product实例（此处为Document的实现类实例）。

总结

在遇到复杂对象的创建问题时，Builder模式具有其应用的价值，而具体应用应根据其扩展的需要灵活设计，如：JAXP中的DOM解析无Director类，因为XML文件转换过程有着固定的次序，无需根据类型变动。