還在手寫 Builder 模式？試試 Lombok 中的 @Builder 用法，太強了！-有解無憂

來源：cnblogs.com/ajing2018/p/14281700.html

Builder 使用創建者模式又叫建造者模式，簡單來說，就是一步步創建一個物件，它對用戶屏蔽了里面構建的細節，但卻可以精細地控制物件的構造程序，

基礎使用

@Builder注釋為你的類生成相對略微復雜的構建器API，@Builder可以讓你以下面顯示的那樣呼叫你的代碼，來初始化你的實體物件：

Student.builder()
               .sno( "001" )
               .sname( "admin" )
               .sage( 18 )
               .sphone( "110" )
               .build();

@Builder可以放在類，建構式或方法上，雖然放在類上和放在建構式上這兩種模式是最常見的用例，但@Builder最容易用放在方法的用例來解釋，

那么@Builder內部幫我們做了什么？

創建一個名為ThisClassBuilder的內部靜態類，并具有和物體類形同的屬性（稱為構建器），
在構建器中：對于目標類中的所有的屬性和未初始化的final欄位，都會在構建器中創建對應屬性，
在構建器中：創建一個無參的default建構式，
在構建器中：對于物體類中的每個引數，都會對應創建類似于setter的方法，只不過方法名與該引數名相同，并且回傳值是構建器本身（便于鏈式呼叫），如上例所示，
在構建器中：一個build()方法，呼叫此方法，就會根據設定的值進行創建物體物件，
在構建器中：同時也會生成一個toString()方法，
在物體類中：會創建一個builder()方法，它的目的是用來創建構建器，

說這么多，不如讓我們通過下面這個例子來理解

@Builder
public class User {
    private final Integer code = 200;
    private String username;
    private String password;
}
 
// 編譯后：
public class User {
    private String username;
    private String password;
    User(String username, String password) {
        this.username = username; this.password = password;
    }
    public static User.UserBuilder builder() {
        return new User.UserBuilder();
    }
 
    public static class UserBuilder {
        private String username;
        private String password;
        UserBuilder() {}
 
        public User.UserBuilder username(String username) {
            this.username = username;
            return this;
        }
        public User.UserBuilder password(String password) {
            this.password = password;
            return this;
        }
        public User build() {
            return new User(this.username, this.password);
        }
        public String toString() {
            return "User.UserBuilder(username=" + this.username + ", password=" + this.password + ")";
        }
    }
}

組合用法

@Builder中使用 @Singular 注釋集合

@Builder也可以為集合型別的引數或欄位生成一種特殊的方法，它采用修改串列中一個元素而不是整個串列的方式，可以是增加一個元素，也可以是洗掉一個元素，

Student.builder()
                .sno("001")
                .sname("admin")
                .sage(18)
                .sphone("110").sphone("112")
                .build();

這樣就可以輕松地將List<String>欄位中包含 2 個字串，但是想要這樣來操作集合，你需要使用@Singular來注釋欄位或引數，

在使用@Singular注釋注釋一個集合欄位（使用@Builder注釋類），lombok會將該構建器節點視為一個集合，并生成兩個adder方法而不是setter方法，

一個向集合添加單個元素
一個將另一個集合的所有元素添加到集合中

將不生成僅設定集合（替換已添加的任何內容）的 setter，還生成了 clear 方法，這些 singular 構建器相對而言是有些復雜的，主要是來保證以下特性：

在呼叫build()時，生成的集合將是不可變的，
在呼叫build()之后呼叫其中一個adder方法或clear方法不會修改任何已經生成的物件，如果對集合修改之后，再呼叫build()，則會創建一個基于上一個物件創建的物件物體，
生成的集合將被壓縮到最小的可行格式，同時保持高效，

@Singular只能應用于lombok已知的集合型別，目前，支持的型別有：

java.util:

Iterable, Collection, 和List (一般情況下，由壓縮的不可修改的ArrayList支持).
Set, SortedSet, and NavigableSet (一般情況下，生成可變大小不可修改的HashSet或者TreeSet).
Map, SortedMap, and NavigableMap (一般情況下，生成可變大小不可修改的HashMap或者TreeMap).

Guava’s com.google.common.collect:

ImmutableCollection and ImmutableList
ImmutableSet and ImmutableSortedSet
ImmutableMap, ImmutableBiMap, and ImmutableSortedMap
ImmutableTable

來看看使用了@Singular注解之后的編譯情況：

@Builder
public class User {
    private final Integer id;
    private final String zipCode = "123456";
    private String username;
    private String password;
    @Singular
    private List<String> hobbies;
}
 
// 編譯后：
public class User {
    private final Integer id;
    private final String zipCode = "123456";
    private String username;
    private String password;
    private List<String> hobbies;
    User(Integer id, String username, String password, List<String> hobbies) {
        this.id = id; this.username = username;
        this.password = password; this.hobbies = hobbies;
    }
 
    public static User.UserBuilder builder() {return new User.UserBuilder();}
 
    public static class UserBuilder {
        private Integer id;
        private String username;
        private String password;
        private ArrayList<String> hobbies;
        UserBuilder() {}
        public User.UserBuilder id(Integer id) { this.id = id; return this; }
        public User.UserBuilder username(String username) { this.username = username; return this; }
        public User.UserBuilder password(String password) { this.password = password; return this; }
 
        public User.UserBuilder hobby(String hobby) {
            if (this.hobbies == null) {
                this.hobbies = new ArrayList();
            }
            this.hobbies.add(hobby);
            return this;
        }
 
        public User.UserBuilder hobbies(Collection<? extends String> hobbies) {
            if (this.hobbies == null) {
                this.hobbies = new ArrayList();
            }
            this.hobbies.addAll(hobbies);
            return this;
        }
 
        public User.UserBuilder clearHobbies() {
            if (this.hobbies != null) {
                this.hobbies.clear();
            }
            return this;
        }
 
        public User build() {
            List hobbies;
            switch(this.hobbies == null ? 0 : this.hobbies.size()) {
            case 0:
                hobbies \= Collections.emptyList();
                break;
            case 1:
                hobbies \= Collections.singletonList(this.hobbies.get(0));
                break;
            default:
                hobbies \= Collections.unmodifiableList(new ArrayList(this.hobbies));
            }
            return new User(this.id, this.username, this.password, hobbies);
        }
        public String toString() {
            return "User.UserBuilder(id=" + this.id + ", username=" + this.username + ", password=" + this.password + ", hobbies=" + this.hobbies + ")";
        }
    }
}

其實，lombok 的創作者還是很用心的，在進行build()來創建實體物件時，
并沒有直接使用Collections.unmodifiableList(Collection)此方法來創建實體，而是分為三種情況，

第一種，當集合中沒有元素時，創建一個空 list
第二種情況，當集合中存在一個元素時，創建一個不可變的單元素 list
第三種情況，根據當前集合的元素數量創建對應合適大小的 list

當然我們看編譯生成的代碼，創建了三個關于集合操作的方法：

hobby(String hobby)：向集合中添加一個元素
hobbies(Collection<? extends String> hobbies)：添加一個集合所有的元素
clearHobbies()：清空當前集合資料

@Singular 注解配置 value 屬性

我們先來看看 @Singular 注解的詳情：

@Target({FIELD, PARAMETER})
@Retention(SOURCE)
public @interface Singular {
    // 修改添加集合元素的方法名
    String value() default "";
}

測驗如何使用注解屬性value

@Builder
public class User {
    private final Integer id;
    private final String zipCode = "123456";
    private String username;
    private String password;
    @Singular(value \= "testHobbies")
    private List<String> hobbies;
}
 
// 測驗類
public class BuilderTest {
    public static void main(String\[\] args) {
        User user \= User.builder()
                .testHobbies("reading")
                .testHobbies("eat")
                .id(1)
                .password("admin")
                .username("admin")
                .build();
        System.out.println(user);
    }
}

說明，當我們使用了注解屬性value之后，我們在使用添加集合元素時的方法名發生相應的改變，但是，同時生成的添加整個集合的方法名發生改變了嗎？我們再來看看編譯后的代碼：

/ 編譯后：
public class User {
    // 省略部分代碼，只看關鍵部分
    public static class UserBuilder {
        public User.UserBuilder testHobbies(String testHobbies) {
            if (this.hobbies == null) {
                this.hobbies = new ArrayList();
            }
            this.hobbies.add(testHobbies);
            return this;
        }
 
        public User.UserBuilder hobbies(Collection<? extends String> hobbies) {
            if (this.hobbies == null) {
                this.hobbies = new ArrayList();
            }
            this.hobbies.addAll(hobbies);
            return this;
        }
        
        public User.UserBuilder clearHobbies() {
            if (this.hobbies != null) {
                this.hobbies.clear();
            }
            return this;
        }
    }
}

可以看到，只有添加一個元素的方法名發生了改變，

@Builder.Default 的使用

比如有這樣一個物體類：

@Builder
@ToString
public class User {
    @Builder.Default
    private final String id = UUID.randomUUID().toString();
    private String username;
    private String password;
    @Builder.Default
    private long insertTime = System.currentTimeMillis();
}

在類中我在id和insertTime上都添加注解@Builder.Default，當我在使用這個物體物件時，我就不需要在為這兩個欄位進行初始化值，如下面這樣：

public class BuilderTest {
    public static void main(String\[\] args) {
        User user \= User.builder()
                .password("admin")
                .username("admin")
                .build();
        System.out.println(user);
    }
}
// 輸出內容：
User(id=416219e1-bc64-43fd-b2c3-9f8dc109c2e8, username=admin, password=admin, insertTime=1546869309868)

lombok在實例化物件時就為我們初始化了這兩個欄位值，

當然，你如果再對這兩個欄位進行設值的話，那么默認定義的值將會被覆寫掉，如下面這樣：

public class BuilderTest {
    public static void main(String[] args) {
        User user = User.builder()
                .id("admin")
                .password("admin")
                .username("admin")
                .build();
        System.out.println(user);
    }
}
// 輸出內容
User(id=admin, username=admin, password=admin, insertTime=1546869642151)

@Builder 詳細配置

下面我們再來詳細看看@Builder這個注解類地詳細實作：

@Target({TYPE, METHOD, CONSTRUCTOR})
@Retention(SOURCE)
public @interface Builder {
    // 如果@Builder注解在類上，可以使用 @Builder.Default指定初始化運算式
    @Target(FIELD)
    @Retention(SOURCE)
    public @interface Default {}
    // 指定物體類中創建 Builder 的方法的名稱，默認為: builder (個人覺得沒必要修改)
    String builderMethodName() default "builder";
    // 指定 Builder 中用來構件物體類的方法的名稱，默認為：build (個人覺得沒必要修改)
    String buildMethodName() default "build";
    // 指定創建的建造者類的名稱，默認為：物體類名+Builder
    String builderClassName() default "";
    // 使用toBuilder可以實作以一個實體為基礎繼續創建一個物件，（也就是重用原來物件的值）
    boolean toBuilder() default false;
    
    @Target({FIELD, PARAMETER})
    @Retention(SOURCE)
    public @interface ObtainVia {
        // 告訴lombok使用運算式獲取值
        String field() default "";
        // 告訴lombok使用運算式獲取值
        String method() default "";
 
        boolean isStatic() default false;
    }
}

以上注解屬性，我只測驗一個比較常用的toBuilder，因為我們在對物體物件進行操作時，往往會存在對某些物體物件的某個欄位進行二次賦值，這個時候就會用到這一屬性，但是，這會創建一個新的物件，而不是原來的物件，原來的物件屬性是不可變的，除非你自己想要給這個物體類再添加上@Data或者@setter方法，下面就來測驗一下：

@Builder(toBuilder = true)
@ToString
public class User {
    private String username;
    private String password;
}
// 測驗類
public class BuilderTest {
    public static void main(String\[\] args) {
        User user1 \= User.builder()
                .password("admin")
                .username("admin")
                .build();
        System.out.println(user1);
 
        User user2 \= user1.toBuilder().username("admin2").build();
        // 驗證user2是否是基于user1的現有屬性創建的
        System.out.println(user2);
        // 驗證物件是否是同一物件
        System.out.println(user1 == user2);
    }
}
// 輸出內容
User(username=admin, password=admin)
User(username\=admin2, password=admin)
false

@Builder 全域配置

# 是否禁止使用@Builder
lombok.builder.flagUsage = [warning | error] (default: not set)
# 是否使用Guaua
lombok.singular.useGuava = [true | false] (default: false)
# 是否自動使用singular，默認是使用
lombok.singular.auto = [true | false] (default: true)

總的來說@Builder還是很好用的，

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