Builder Pattern là gì?

Builder pattern là một trong những Design Pattern thuộc nhóm Creational Design Pattern được sử dụng để xây dựng các object phức tạp với số lượng lớn các class và tham số. Nó thật sự không hữu ích lắm trong các class nhỏ, đơn giản không có nhiều constructor.

Khi một chương trình có nhiều class, tham số, cũng như có nhiều constructor thì việc sử dụng Factory Pattern hay Abstract Factory Pattern thì sẽ rất phức tạp.Vì vậy chúng ta có thể sử dụng Builder Pattern để khắc phục.

Bài viết này được đăng tại [free tuts .net]

Chương trình đơn giản với Builder Pattern.

Chúng ta sẽ thực hiện một chương trình đơn giản với Builder Pattern để giúp các bạn biết được nó sẽ hoạt động như thế nào và trong trường hợp nào.

Hãy tạo một class với một số thuộc tính nhất định, cụ thể như sau:

  • Các biến: computerCase, CPU, motherboard, GPU, HDD, operatingSystem thuộc kiểu String.
  • Các biến: powerSupply, amountOfRAM thuộc kiểu INT.

Tất cả các biến trên phải được đảm bảo tính đóng gói (Private).

Computer.java
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
public class Computer {
    private String computerCase;
    private String CPU;
    private String motherboard;
    private String GPU;
    private String HDD;
    private String operatingSystem;
    private int powerSupply;
    private int amountOfRAM;
    
    public Computer(String computerCase, String CPU, String motherboard, String GPU,
    String HDD, String operatingSystem, int powerSupply, int amountOfRAM) {
        this.computerCase = computerCase;
        this.CPU = CPU;
        this.motherboard = motherboard;
        this.GPU = GPU;
        this.HDD = HDD;
        this.operatingSystem = operatingSystem;
        this.powerSupply = powerSupply;
        this.amountOfRAM = amountOfRAM;
   }
 
    //getters and setters
}

Một vấn đề ở đây đó là ngay cả một class nhỏ và đơn giản như thế này cũng phải cần tới một constructor rất lớn.

Chúng ta có thể tạo ra nhiều constructor hơn trong class bằng cách sử dụng Builder Pattern.

Để làm điều này, chúng ta sẽ lồng một static Builder class bên trong class Computer.

Cách Builder này sẽ được sử dụng để xây dựng các object một cách sạch sẽ và dễ đọc, không giống như đoạn code ở trên.

Computer.java
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
public class Computer {
     
   public static class Builder {
       private String computerCase;
       private String CPU;
       private String motherboard;
       private String GPU;
       private String HDD;
       private String operatingSystem;
       private int powerSupply;
       private int amountOfRAM;
         
       public Builder withCase(String computerCase) {
           this.computerCase = computerCase;
           return this;
        }
         
        public Builder withCPU(String CPU) {
            this.CPU = CPU;
            return this;
        }
         
        public Builder withMotherboard(String motherboard) {
            this.motherboard = motherboard;
            return this;
        }
         
        public Builder withGPU(String GPU) {
            this.GPU = GPU;
            return this;
        }
         
        public Builder withHDD(String HDD) {
            this.HDD = HDD;
            return this;
        }
         
        public Builder withOperatingSystem(String operatingSystem) {
            this.operatingSystem = operatingSystem;
            return this;
        }
         
        public Builder withPowerSupply(int powerSupply) {
            this.powerSupply = powerSupply;
            return this;
        }
         
        public Builder withAmountOfRam(int amountOfRAM) {
            this.amountOfRAM = amountOfRAM;
            return this;
        }
         
        public Computer build() {
            Computer computer = new Computer();
            computer.computerCase = this.computerCase;
            computer.CPU = this.CPU;
            computer.motherboard = this.motherboard;
            computer.GPU = this.GPU;
            computer.HDD = this.HDD;
            computer.operatingSystem = this.operatingSystem;
            computer.powerSupply = this.powerSupply;
            computer.amountOfRAM = this.amountOfRAM;
             
            return computer;
        }
   }
    
   private Computer() {
       //nothing here
   }
    
    //fields
    //getters and setters
}

Class lồng nhau này có cùng các thuộc tính với class Computer và sử dụng chúng để xây dựng các Computer object.

Sau khi tất cả đã được thiết lập, chúng ta có thể khởi tạo các Computer Object.

Main.java
?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer.Builder()
                .withCase("Tower")
                .withCPU("Intel i5")
                .withMotherboard("MSI B360M-MORTAR")
                .withGPU("nVidia Geforce GTX 750ti")
                .withHDD("Toshiba 1TB")
                .withOperatingSystem("Windows 10")
                .withPowerSupply(500)
                .withAmountOfRam(8)
                .build();
    }
}

Đây là một cách viết ngắn gọn và sạch sẽ hơn.

Main.java
?
1
2
3
4
5
6
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer("Tower", "Intel i5", "MSI B360M-MORTAR", 
        "nVidia GeForce GTX 750ti, "Toshiba 1TB", "Windows 10", 500, 8);
    }
}

Các bạn có thể thực hành thêm các chương trình đơn giản khác để làm quen với pattern này. Mình hy vọng qua hướng dẫn này sẽ giúp các bạn hiểu được Builder Pattern là gì và cách triển khai nó như thế nào trong Java.