作者：明明如月学长， CSDN 博客专家，蚂蚁集团高级 Java 工程师，《性能优化方法论》作者、《解锁大厂思维：剖析《阿里巴巴Java开发手册》》、《再学经典：《EffectiveJava》独家解析》专栏作者。
热门文章推荐：
一、背景
在日常开发中，发现有些同学喜欢用 lombok 的 @Builder 注解，主要原因是喜欢使用链式编程。
但如果一个方法里面多个对象都使用 builder 模式，每个对象构建都放在一行使用，代码过长；如果每个属性设置都滑换行，占的行数就很多，导致可读性降低。
// 都放在一行，代码过宽
Person person = new Person.Builder().name("bob").age(23).gender("male").height(180).weight(75).build();
// 每个方法换行，占的行数过多
Person person = new Person.Builder()
.name("bob")
.age(23)
.gender("male")
.height(180)
.weight(75)
.build();
Builder 设计模式除了链式编程以外，还有啥好处吗？还有哪些副作用？使用的正确方式是怎样的？
二、Builder 模式
2.1 概念
builder 设计模式是一种将一个复杂对象的构建与其表示分离的方法，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
这种模式可以解决当一个类的构造函数参数过多，而且有些是可选的时候，使用构造器或者JavaBean模式会带来的问题，比如代码量大，灵活性低，对象状态不一致等。
Builder 设计模式的实现方法是在目标类中创建一个静态内部类 Builder，然后将目标类中的参数都复制到Builder类中。在目标类中创建一个私有的构造函数，参数为 Builder类型。在Builder类中提供设置各个参数的方法，并返回当前对象。最后在 Builder类中提供一个 build方法，用来创建目标类的实例，并将各个参数赋值给目标类。
2.2 Builder 模式的优缺点
Builder 设计模式的优点有：
- 可以将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
- 可以将类的构造函数中的可选参数分离出来，使用setter的方式进行初始化，非常的灵活。
- 可以使用链式调用，属性连续设置，看起来简洁，易于理解。
- 可以隔离复杂对象的创建和使用，隐藏了产品的内部结构和实现细节。
- 可以对产品进行更精细的控制，只需调用需要的构造步骤即可。
Builder 设计模式的缺点有：
- 产品组成部分必须相同，限制了使用范围。
- 如果产品内部变化复杂，会增加更多的具体建造者类，增加了系统的复杂度和运行成本。
- 需要创建额外的Builder接口和具体建造者类，增加了代码量。
- 与抽象工厂模式相比，不能很好地处理产品族的问题。
2.3 代码示例
一个简单的例子是用 builder 设计模式来创建一个 Computer类的对象。Computer类有一些必需的属性，如cpu 和 ram，以及一些可选的属性，如 usbCount 和keyboard。
使用 Builder 设计模式，我们可以在 Computer类中创建一个静态内部类 Builder，然后在 Builder类中提供设置各个属性的方法，并返回当前对象。最后在 Builder类中提供一个 build方法，用来创建Computer类的实例，并将各个属性赋值给 Computer类。
代码示例如下：
public class Computer {
//必需的属性
private String cpu;
private String ram;
//可选的属性
private int usbCount;
private String keyboard;
//私有的构造函数，参数为Builder类型
private Computer(Builder builder) {
this.cpu = builder.cpu;
this.ram = builder.ram;
this.usbCount = builder.usbCount;
this.keyboard = builder.keyboard;
}
//静态内部类Builder
public static class Builder {
//必需的属性
private String cpu;
private String ram;
//可选的属性
private int usbCount;
private String keyboard;
//设置必需的属性的构造函数
public Builder(String cpu, String ram) {
this.cpu = cpu;
this.ram = ram;
}
//设置可选的属性的方法，并返回当前对象
public Builder setUsbCount(int usbCount) {
this.usbCount = usbCount;
return this;
}
public Builder setKeyboard(String keyboard) {
this.keyboard = keyboard;
return this;
}
//创建Computer类的实例，并将各个属性赋值给Computer类
public Computer build() {
return new Computer(this);
}
}
}
使用这种方式，我们可以灵活地创建不同配置的 Computer 对象，例如：
//创建一个只有cpu和ram的Computer对象
Computer computer1 = new Computer.Builder("Intel Core i7", "16GB").build();
//创建一个有cpu、ram、usbCount和keyboard的Computer对象
Computer computer2 = new Computer.Builder("AMD Ryzen 9", "32GB")
.setUsbCount(4)
.setKeyboard("Logitech")
.build();
三、lombok 的 @Builder 注解
3.1 基本认识
lombok 的 @Builder 注解是一种实现 builder 设计模式的方式。
lombok 的 @Builder 注解可以生成一个构造器类，通过这个类你可以使用链式调用的方式来初始化你的对象。例如：
@Data
@Builder
public class User {
private Integer id;
private String name;
private String address;
}
User 编译后的代码：
// 使用 @Builder 生成的代码
public class User {
//三个属性
private Integer id;
private String name;
private String address;
//无参构造函数
public User() {
}
//全参构造函数
public User(Integer id, String name, String address) {
this.id = id;
this.name = name;
this.address = address;
}
// 省略其他方法
//builder()方法，创建构建器类的新实例
public static UserBuilder builder() {
return new UserBuilder();
}
//内部静态类UserBuilder，用于构建User对象
public static class UserBuilder {
//三个属性
private Integer id;
private String name;
private String address;
//包私有的无参构造函数
UserBuilder() {
}
//id属性的setter方法，返回构建器本身
public UserBuilder id(Integer id) {
this.id = id;
return this;
}
//name属性的setter方法，返回构建器本身
public UserBuilder name(String name) {
this.name = name;
return this;
}
//address属性的setter方法，返回构建器本身
public UserBuilder address(String address) {
this.address = address;
return this;
}
//build()方法，调用User类的全参构造函数，并返回User对象
public User build() {
return new User(id, name, address);
}
}
用法
User user = User.builder()
.id(1)
.name("张三")
.address("北京")
.build();
lombok 的 @Builder 注解可以让你省去写构造器类和各个属性的 setter 方法的麻烦。
3.2 副作用和注意事项
（1）如果你在类上使用了 @Builder 注解，那么你需要手动添加一个无参构造函数，否则有些序列化框架需要通过 newInstance 构造对象时会报错。
（2）如果你在类上使用了 @Builder 注解，那么你不能再在构造函数或方法上使用 @Builder 注解，否则会导致重复生成构造器类。
（3）如果你想给某个属性设置一个默认值，那么你需要在属性上使用 @Builder.Default 注解，否则默认值会被忽略。
（4）如果你想让子类继承父类的属性，那么你需要在子类的全参构造函数上使用 @Builder 注解，并且在父类上使用 @AllArgsConstructor 注解，否则子类的构造器类不会包含父类的属性。
四、总结
日常开发中有些同学喜欢用 @Builder ，我们在使用的时候不仅要享受它链式编程的好处，还要特别注意它的副作用。
Builder 设计模式的好处不仅是链式编程，更重要的是，可以通过 Builder 模式的构造方法来控制必传参数，还可以在设置参数方法或者在 build 方法中进行必传参数和参数合法性校验等。
当参数较少时，直接使用构造方法可能比 Builder 模式更简洁。
创作不易，如果本文对你有帮助，欢迎点赞、收藏加关注，你的支持和鼓励，是我创作的最大动力。
