JAVA设计模式分成创建型、行为型与结构型三种类型，构造者Builder设计模式，与单例模式、工厂模式、原型模式与对象池模式一样，属于创建型设计模式。

       一、基本定义与构成

       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，模式包含Client、Director、Builder、Product与ConcreteBuilder等四个构成要素。具体UML类图如下：

构造者模式组成元素

        从类图分析模型元素作用：

        Director(指挥者)。调用构造者Builder的部件构造逻辑创建复杂产品Product。有几种变体实现：1）通过构造函数传入builder；2）可选，提供getBuilder函数，根据参数args返回Builder实例（ConcreteBuilder1，...，ConcreteBuilderN）；3）可选，提供含参数builder与参数args的build函数，实现复杂产品Product的装配（ConcreteProduct1，...，ConcreteProductN）。

         Builder(构造者)。构造接口，提供装配复杂产品Product的装配方法逻辑，必须包含一个返回Product实例的无参数方法build或getProduct，根据应用场景有不同的ConcreteBuilder实现。

        Product(产品)。产品接口或实现类，可能包含多个组成部件或复杂的参数逻辑，可能有若干个不同的产品对象。例如Product为汽车，可能有小汽车、电动车、重型卡车等多种车型ConcreteProduct，各自都有自己的发动机、油箱、轮胎等组成部件与组装逻辑。

       ConcreteBuilder。构造者接口实现，如Product汽车场景，可能有CarBuilder（小汽车）、TruckBuilder（卡车）、ElecCarBuilder（电动车）等具体实现。CarBuilder负责装配小汽车，TruckBuilder负责装配重型卡车。

      二、汽车装配案例类图

     结合汽车装配生产线例子举例示意，参考《设计模式之禅》的例子。汽车工厂（应用场景client）有轿车生产线负责buildCar，有卡车生产线负责buildTruck。

      汽车装配指挥者AutoDirector，根据参数与生产线(builder)生产汽车（轿车|卡车）及不同车型（自动挡、手动挡|豪华版、普通版）。具体实现也可以有CarDirector、TruckDirector等指挥者。

      汽车构造者AutoBuilder，负责装配汽车。提供addEngine(装配引擎)、addFuelTank(装配油箱)、addTire(装配轮胎)等装配操作，无参数build函数负责完成整车装配。

      CarBuilder实现AutoBuilder接口，负责生产轿车Car。TruckBuilder实现AutoBuilder接口，负责生产卡车Truck。

汽车工厂装配案例类图

       汽车是一个复杂的产品，有引擎、油箱、轮胎等构成部件，装配逻辑有一定顺序，不同型号的汽车又的部件有差异，是一个典型的构造者Builder设计模式应用场景。

      三、Mabatis源码分析

      通过Mybatis框架的org.apache.iibatis.builder.MapperBuilderAssistant的类源码分析，发现了两种经典的构造者Builder设计模式，一个是用标准Builder模式架构，一个采用内部内实现。

      MapperBuilderAssistant类负责实例化Mapper实例，负责根据mapper的配置参数，初始化Mapper对应的参数映射ParameterMap、结果映射ResultMap、缓存支持Cache、SQL语句MappedStatement等相关对象，是应用场景中的Director（指挥者）。

      3.1 产品MappedStatement的静态内部类构造者

      参考MappedStatement类源码，根据用户不同需求配置，存在许多配置属性成员变量，如id、resultType、resultMap等等，具体如下图：

MappedStatement成员变量

       MappedStatement的成员变量多，用以保存配置参数，采用构造函数会导致构造函数多，且随着框架升级支持未知的功能特性而成员变量增加或变化，MappedStatement采用public静态内部类Builder实现构造者模式解决问题。代码截图如下：

MappedStatement的内部构造者Builder实现

在MapperBuilderAssistant类(指挥者Director)中，函数调用addMappedStatement源码如下图:

MappedStatement装配过程

技巧提示：1）在构造函数中传入必备配置；2）Builder的buildPartA等装配函数返回Builder的this引用。

3.2 缓存产品Cache的外部类构造者

        Mybatis框架支持SQL查询在本地缓存，两次相同的查询直接返回上一次查询结果集合。构造者模型由Cache（Product-产品）、MapperBuilderAssistant（Director-指挥者）与CacheBuilder（Builder-构造者）构成，构造者都没有采用接口而只有具体实现类，创建不同的Cache实现采用反射机制完成，缓存产品有SoftCache、LruCache、BlockingCache等不同实现。类图如下：

缓存产品Cache构造者模式类图

       指挥者对象MapperBuilderAssistant调用函数useNewCache创建缓存产品Cache实例，函数useNewCache源代码片段如下图：

useNewCache函数源代码

      4 学习总结

      构造者Builder设计模式，广泛见于JDK与开源框架源代码，在Mybatis源代码中还可以发现还有ParameterMap、ResultMapping等同样采用了该模式，但是，该模式的的采用，对比标准模式构成元素，或多或少都有少许变化。总结分析如下：

       1）产品对象复杂，有不同产品线、不同型号，产品较多组成部件或配置参数，装配或配置过程可能存在较多变化；

       2）构造者Builder接口定义装配逻辑，指挥者Director负责根据装配逻辑调用接口函数；

       3）指挥者Director可以有多种实现，构造者Builder对象实例可以采用构造函数传入，也可以在build函数中传入，Director也可以支持getBuilder函数，根据参数创建构造者对象；

       4）ConcreteBuilder与ConcreteProduct较多情况采用public静态内部类包装，一般是产品Product类包含公共静态内部Builder类方式。