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利用建造者模式实现对象的按需创建的工程实践

at小涛 2022-03-14 阅读 15

1、问题背景

      JDK中的ThreadPoolExecutor线程池的构建参数比较多,构建过程复杂,需要按照自己的需求,定义构造参数,并按需要进行组装对象,所以针对ThreadPoolExecutor应用了建造者模式。

2、建造者模式

2.1 模式的定义与特点

建造者(Builder)模式的定义:指将一个复杂对象的构造与它的表示分离,使同样的构建过程可以创建不同的表示,这样的设计模式被称为建造者模式。它是将一个复杂的对象分解为多个简单的对象,然后一步一步构建而成。它将变与不变相分离,即产品的组成部分是不变的,但每一部分是可以灵活选择的。

该模式的主要优点如下:

  1. 封装性好,构建和表示分离。
  2. 扩展性好,各个具体的建造者相互独立,有利于系统的解耦。
  3. 客户端不必知道产品内部组成的细节,建造者可以对创建过程逐步细化,而不对其它模块产生任何影响,便于控制细节风险。


其缺点如下:

  1. 产品的组成部分必须相同,这限制了其使用范围。
  2. 如果产品的内部变化复杂,如果产品内部发生变化,则建造者也要同步修改,后期维护成本较大。


建造者(Builder)模式和工厂模式的关注点不同:建造者模式注重零部件的组装过程,而工厂方法模式更注重零部件的创建过程,但两者可以结合使用。

2.2 模式的结构与实现

建造者(Builder)模式由产品、抽象建造者、具体建造者、指挥者等 4 个要素构成,现在我们来分析其基本结构和实现方法。

1. 模式的结构

建造者(Builder)模式的主要角色如下。

  1. 产品角色(Product):它是包含多个组成部件的复杂对象,由具体建造者来创建其各个零部件。
  2. 抽象建造者(Builder):它是一个包含创建产品各个子部件的抽象方法的接口,通常还包含一个返回复杂产品的方法 getResult()。
  3. 具体建造者(Concrete Builder):实现 Builder 接口,完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。
  4. 指挥者(Director):它调用建造者对象中的部件构造与装配方法完成复杂对象的创建,在指挥者中不涉及具体产品的信息。


其结构图如图 所示。 

3、核心源代码

   这里只演示核心代码,省略无关代码。

	

   /**
	 * 
	 * 因为构建器参数过多,并且需要实现自定义,所以这里用建造者模式比较适合
	 *
	 */
	public static class Builder {
		private String poolName;
		private int corePoolSize;
		private int maximumPoolSize;
		private long keepAliveTime;
		private TimeUnit timeUnit;
		private BlockingQueue<Runnable> workQueue;
		private ThreadFactory threadFactory;
		private RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler;

  public Builder() {
		}

		public Builder poolName(String poolName) {
			this.poolName = poolName;
			return this;
		}

		public Builder corePoolSize(int corePoolSize) {
			this.corePoolSize = corePoolSize;
			return this;
		}

		public Builder maximumPoolSize(int maximumPoolSize) {
			this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
			return this;
		}

public Builder keepAliveTime(long keepAliveTime) {
			this.keepAliveTime = keepAliveTime;
			return this;
		}

		public Builder timeUnit(TimeUnit timeUnit) {
			this.timeUnit = timeUnit;
			return this;
		}

		public Builder workQueue(BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
			this.workQueue = workQueue;
			return this;
		}

		public Builder threadFactory(ThreadFactory threadFactory) {
			this.threadFactory = threadFactory;
			return this;
		}


public Builder rejectedExecutionHandler(RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler) {
			this.rejectedExecutionHandler = rejectedExecutionHandler;
			return this;
		}

		private void check() {
			Assert.notNull(this.corePoolSize);
			Assert.notNull(this.maximumPoolSize);
			Assert.notNull(this.keepAliveTime);
			Assert.notNull(this.timeUnit);
			Assert.notNull(this.workQueue);
			Assert.notNull(this.threadFactory);
			Assert.notNull(this.rejectedExecutionHandler);
		}

		public ExecutorService build() {
			this.check();
			if (StringUtils.isEmpty(this.poolName)) {
				this.poolName = ExecutorServiceUtil.genPoolName();
			}
			if (this.maximumPoolSize < this.corePoolSize) {
				this.maximumPoolSize = this.corePoolSize;
			}
			final ExecutorService executorService = MonitoredThreadPoolExecutor.create(
					this.poolName, this.corePoolSize, this.maximumPoolSize, this.keepAliveTime,
					this.timeUnit, this.workQueue, this.threadFactory, this.rejectedExecutionHandler);
			ExecutorServiceUtil.EXECUTOR_SERVICE_REGISTRY.put(this.poolName,
					(MonitoredThreadPoolExecutor) executorService);
			return executorService;
		}
	}

4、总结

     这里恰当地使用了建造者模式,方便了线程池的创建工作,提高了可维护性。

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