无论是在现实世界中还是在软件系统中，都存在一些复杂的对象，它们拥有多个组成部分，如汽车，它包括车轮、方向盘、发送机等各种部件。而对于大多数用户而言，无须知道这些部件的装配细节，也几乎不会使用单独某个部件，而是使用一辆完整的汽车，可以通过建造者模式对其进行设计与描述，建造者模式可以将部件和其组装过程分开，一步一步创建一个复杂的对象。用户只需要指定复杂对象的类型就可以得到该对象，而无须知道其内部的具体构造细节。

在软件开发中，也存在大量类似汽车一样的复杂对象，它们拥有一系列成员属性，这些成员属性中有些是引用类型的成员对象。而且在这些复杂对象中，还可能存在一些限制条件，如某些属性没有赋值则复杂对象不能作为一个完整的产品使用；有些属性的赋值必须按照某个顺序，一个属性没有赋值之前，另一个属性可能无法赋值等。

复杂对象相当于一辆有待建造的汽车，而对象的属性相当于汽车的部件，建造产品的过程就相当于组合部件的过程。由于组合部件的过程很复杂，因此，这些部件的组合过程往往被“外部化”到一个称作建造者的对象里，建造者返还给客户端的是一个已经建造完毕的完整产品对象，而用户无须关心该对象所包含的属性以及它们的组装方式，这就是建造者模式的模式动机。

造者模式(Builder Pattern)：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，用户不需要知道内部的具体构建细节。建造者模式属于对象创建型模式。根据中文翻译的不同，建造者模式又可以称为生成器模式。

建造者模式包含如下角色：

• Builder：抽象建造者
• ConcreteBuilder：具体建造者
• Director：指挥者
• Product：产品角色

考虑这样一个场境，我们去肯德基准备点餐Meal，一份套餐由食物Food和饮料Drink构成，此时准备套餐的过程就是Food和Drink的组合过程，最终的UML类图如下：

套餐Meal类：

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public class  {
	private String food;
	private String drink;
	public String getFood() {
		return food;
	}
	public void setFood(String food) {
		this.food = food;
	}
	public String getDrink() {
		return drink;
	}
	public void setDrink(String drink) {
		this.drink = drink;
	}
}

MealBuilder接口及其具体实现类A、B：

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public interface MealBuilder {
	String getFood();
	String getDrink();
}

class MealBuilderA implements MealBuilder{
	public MealBuilderA() {
		
	}
	
	public String getFood() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "香辣鸡腿堡";
	}
	
	public String getDrink() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "可口可乐";
	}
}

class MealBuilderB implements MealBuilder{
	
	public String getFood() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "香辣鸡翅";
	}
	
	public String getDrink() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "芬达";
	}
}

MealDirector接口及其具体实现类：

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public interface MealDirector {
	Meal getMeal();
}

class KFCDirector implements MealDirector{
	private MealBuilder builder;
	public KFCDirector(MealBuilder builder) {
		
		this.builder = builder;
	}
	
	public Meal getMeal() {
		// TODO Auto-generated method stub
		Meal meal = new Meal();
		meal.setDrink(builder.getDrink()); //通过builder建造实际的饮料
		meal.setFood(builder.getFood()); //通过builder建造实际的食物
		return meal;
	}
}

客户端：

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public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		MealBuilder builder = new MealBuilderB();
		MealDirector director = new KFCDirector(builder);
		Meal meal = director.getMeal();
		System.out.println(meal.getDrink());
		System.out.println(meal.getFood());
	}
}

• 在建造者模式中， 客户端不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。
• 每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者， 用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象 。
• 可以更加精细地控制产品的创建过程 。将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创建过程更加清晰，也更方便使用程序来控制创建过程。
• 增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合“开闭原则”。

• 建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似，如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。
• 如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大。

在以下情况中可以使用建造者模式：

• 需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象通常包含多个成员属性。
• 需要生成的产品对象的属性相互依赖，需要指定其生成顺序。
• 对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中引入了指挥者类，将创建过程封装在指挥者类中，而不在建造者类中。
• 隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。

• 建造者模式将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，用户不需要知道内部的具体构建细节。建造者模式属于对象创建型模式。
• 建造者模式包含如下四个角色：抽象建造者为创建一个产品对象的各个部件指定抽象接口；具体建造者实现了抽象建造者接口，实现各个部件的构造和装配方法，定义并明确它所创建的复杂对象，也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象；产品角色是被构建的复杂对象，包含多个组成部件；指挥者负责安排复杂对象的建造次序，指挥者与抽象建造者之间存在关联关系，可以在其construct()建造方法中调用建造者对象的部件构造与装配方法，完成复杂对象的建造
• 在建造者模式的结构中引入了一个指挥者类，该类的作用主要有两个：一方面它隔离了客户与生产过程；另一方面它负责控制产品的生成过程。指挥者针对抽象建造者编程，客户端只需要知道具体建造者的类型，即可通过指挥者类调用建造者的相关方法，返回一个完整的产品对象。
• 建造者模式的主要优点在于客户端不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象，每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者，符合“开闭原则”，还可以更加精细地控制产品的创建过程；其主要缺点在于由于建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似，因此其使用范围受到一定的限制，如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大。
• 建造者模式适用情况包括：需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象通常包含多个成员属性；需要生成的产品对象的属性相互依赖，需要指定其生成顺序；对象的创建过程独立于创建该对象的类；隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同类型的产品。

在Java中，当我们需要大量的对象时，相比较于使用关键字new新建一个对象，直接在内存中拷贝该对象效率更高。因为在使用new的时候，JVM要走一趟类加载流程，这个流程非常麻烦，在类加载流程中会调用构造函数，最后生成的对象会放到堆中，而拷贝就是直接拷贝堆中的现成的二进制对象，然后重新一个分配内存块。而这种拷贝创建对象的方式可以被称为原型模式。

造者模式(Builder Pattern)：用于创建重复的对象，同时又能保证性能。

原型模式简单来说，就是对一个对象的拷贝复制，在Java中继承Cloneable类，实现其Clone方法即可。

考虑我们需要大量属性相似的羊，便可以采用这种模式，最终的UML类图如下所示：

Sheep接口及其实现类：

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public interface Sheep extends Cloneable{
	Sheep creatClone();
}

class SheepA implements Sheep{
	private String name;
	public SheepA(String name) {
		
		this.name = name;
	}
	@Override
	public Sheep creatClone() {
		// TODO Auto-generated method stub
		Sheep sheep = null;
		try {
			sheep = (Sheep) this.clone();
		} catch (CloneNotSupportedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		return sheep;
	}
}

Client类：

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public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		Sheep sheep = new SheepA("小绵羊");
		Sheep sheep2 = sheep.creatClone();
		System.out.println(sheep);
		System.out.println(sheep2);
	}
}

上述代码中只实现了浅复制，如果需要实现深复制，将属性再clone即可，不在此处赘述。

• 提高新实例的创建效率
• 简化创建结构

• 需要为每一个类配备一个克隆方法，而且这个克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对全新的类来说不是很难，但对已有的类进行改造时，不一定是件容易的事，必须修改其源代码，违背了“开闭原则”。

如果每次创建一个对象需要花费大量时间，则原型模式是一种很好的解决方案，可以提高创建效率，但是配备克隆方法往往需要对类的功能进行通盘考虑，这对于已有的类而言并不容易。