常用的创建对象方式及存在问题

使用构造方法

成员变量很多的时候，构造方法就没方便了.
举例:NutritionFacts是食品包装外面显示的营养成分标签，这里面有的营养成分是必须的：每一份的含量、每一罐的含量，其他的可选

public class NutritionFacts {
    private final int servingSize;  // (mL)            required
    private final int servings;     // (per container) required
    private final int calories;     //                 optional
    private final int fat;          // (g)             optional
    private final int sodium;       // (mg)            optional
    private final int carbohydrate; // (g)             optional

    public NutritionFacts(int servingSize, int servings) {
        this(servingSize, servings, 0);
    }

    public NutritionFacts(int servingSize, int servings,
            int calories) {
        this(servingSize, servings, calories, 0);
    }

    public NutritionFacts(int servingSize, int servings,
            int calories, int fat) {
        this(servingSize, servings, calories, fat, 0);
    }

    public NutritionFacts(int servingSize, int servings,
            int calories, int fat, int sodium) {
        this(servingSize, servings, calories, fat, sodium, 0);
    }

    public NutritionFacts(int servingSize, int servings,
           int calories, int fat, int sodium, int carbohydrate) {
        this.servingSize  = servingSize;
        this.servings     = servings;
        this.calories     = calories;
        this.fat          = fat;
        this.sodium       = sodium;
        this.carbohydrate = carbohydrate;
    }
}

从上面的代码可见，为了尽量满足用户需要，NutritionFacts提供了多个构造方法给用户使用,以后要是加字段就麻烦了

缓解上述问题的一种方法是使用JavaBeans模式，用无参构造方法，然后按照调用setXXX设置每个所需字段，示例如下所示

NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts();
cocaCola.setServingSize(240);
cocaCola.setServings(8);
cocaCola.setCalories(100);
cocaCola.setSodium(35);
cocaCola.setCarbohydrate(27);

存在问题

1. 首先，直观的看，这种做法违背了不可变对象的定义，创建出对象后，又用setXXX方法改变了成员变量
2. 《Effective Java》的原话是在构造过程中JavaBean可能处于不一致的中的状态

使用静态工厂方法

相比静态工厂方法，构造方法存在以下五个典型问题

1. 随着入参的不同，构造方法可以有多个，如下所示，然而都是同名的，这会给用户造成困惑，此刻用静态工厂方法，可以自由设置方法名（例如createWithName或者createWithAge），让用户更方便的选择合适的方法
2. 使用构造方法意味着创建对象，而有时候我们只想使用，并不在乎对象本身是否是新建的
3. 以动物类Animal.class为例，Animal类的构造方法创建的对象Animal的实例，而静态工厂方法的返回值声明虽然是Animal，但实际返回的实例可以是Animal的子类，例如Dog
4. 静态工厂方法内部可以有灵活的逻辑来决定返回那种子类的实例
5. 静态工厂方法还有一个优势：方法返回对象所属的类，在编写此静态方法时可以不存在，这句话有点晦涩，可以回想一下JDBC的获取connection的API，在编写此API的时候，并不需要知道MySQL的driver实现

存在问题

1. 当您开发一个类时，如果决定对外提供静态工厂方法，那么将构造方法设为私有，就可以让用户只能选择静态工厂方法了，代码如下所示，然而，这样的Student类就无法被继承

   public class Student {
       private String name;
   
       private int age;
   
       public void setName(String name) {
           this.name = name;
       }
   
       private Student() {
   
       }
   
       public static Student newInstance(String name) {
           Student student = new Student();
           student.setName(name);
   
           return student;
       }
   }

2. 一个类的代码中，可能已有一些静态方法，再加入静态工厂方法，一堆静态方法混杂在一起，用户从中找出静态工厂方法怕是不容易

使用builder

builder pattern，《Effective Java》中文版译作建造者模式，用builder对象来创建真正的对象实例，前面提到的构造方法和静态工厂的不足，在builder pattern这里都得到了改善

来看代码吧，以刚才的NutritionFacts为例，使用builder pattern后的代码如下，新增一个静态成员类Builder，可以设置Builder的每个成员变量，最后调用其build方法的时候，才真正创建NutritionFacts对象

public class NutritionFacts {
    private final int servingSize;
    private final int servings;
    private final int calories;
    private final int fat;
    private final int sodium;
    private final int carbohydrate;

    public static class Builder {
        // Required parameters
        private final int servingSize;
        private final int servings;

        // Optional parameters - initialized to default values
        private int calories      = 0;
        private int fat           = 0;
        private int carbohydrate  = 0;
        private int sodium        = 0;

        public Builder(int servingSize, int servings) {
            this.servingSize = servingSize;
            this.servings    = servings;
        }

        public Builder calories(int val)
            { calories = val;      return this; }
        public Builder fat(int val)
            { fat = val;           return this; }
        public Builder carbohydrate(int val)
            { carbohydrate = val;  return this; }
        public Builder sodium(int val)
            { sodium = val;        return this; }

        public NutritionFacts build() {
            return new NutritionFacts(this);
        }
    }

    private NutritionFacts(Builder builder) {
        servingSize  = builder.servingSize;
        servings     = builder.servings;
        calories     = builder.calories;
        fat          = builder.fat;
        sodium       = builder.sodium;
        carbohydrate = builder.carbohydrate;
    }
}

以一个使用者的视角来看如何创建NutritionFacts对象，如下所示，流畅的写法，那些字段被设置以及具体的值都一目了然，最终build方法才会创建NutritionFacts对象，而且这是个不可变对象

NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts.Builder(240, 8)
                              .calories(100)
                              .sodium(35)
                              .carbohydrate(27)
                              .build();

存在问题

1. 即便能解决构造方法和静态工厂自身的一些问题，builder pattern也不是万能的，缺点很明显：创建对象之前，先要创建builder对象，这在一些性能要求高、资源限制苛刻的场景中就不适合了
2. 另外builder pattern适合的场景是成员变量多的时候，而这个所谓的多究竟如何理解呢？这可能是个小马过河的问题吧：见惯了几十个成员变量的类，再去看十几个成员变量的类，可能会有种很清爽的感觉，呃，扯远了，其实《Effective Java》的说法是四个或者更多个参数，就适合用builder apttern了

reference

• java与es8实战之一：以builder pattern开篇