一天一個設計模式——模板方法(Template Method)模式

1、模式說明

　　現實世界中的模板是用於將事物的結構規律予以固定化、標準化的成果，它體現告終構形式的標準化。例如鏤空文字印刷的模板，經過某個模板印刷出來的文字字體大小都是如出一轍，可是具體使用什麼材質的顏料，什麼顏色的顏料來印刷文字，取決於具體實際業務場景的須要。因而可知，模板制定了某些固定的條條框框，以及事物的處理標準流程，可是並無說明如何去作，具體如何作，取決於使用模板的人。

　　在程序設計領域，模板是具備一系列抽象方法的接口類，單看接口類，咱們只能知道這個模板有哪些抽象方法以及這些方法的調用順序，但最終這些方法具體作什麼操做，僅從模板類沒法得知。繼承模板的不一樣的子類，對這些抽象方法能夠有不一樣的實現，當父類的模板方法被調用時，程序就能夠有不一樣的行爲實現。

　　像這樣，在父類中定義處理流程的框架，在子類中實現具體處理的模式，稱爲模板方法模式。

　　在一般的面向對象程序設計中，咱們習慣於站在子類的角度思考問題：例如子類繼承了父類的哪些方法和屬性，子類如何擴展父類實現新的功能，子類如何覆蓋父類的方法來改變程序的行爲。如今換一種角度，站在父類的角度思考子類：期待子類須要實現的抽象方法，要求子類必須實現的抽象方法。這也是Java面向對象程序設計中抽象類設計的特色：抽象類並不說明具體要執行的操做，可是抽象類能夠提早決定繼承它的子類中的方法名（抽象類中的方法名），並定義這些方法的處理流程，這種在抽象階段決定處理流程很是重要：

• 使處理邏輯通用化，父類模板方法中已經寫好了每一個方法調用的時機，並處理這些方法的結果，實現業務算法，所以子類無需重複編寫如何調用這些方法的算法。
• 在子類中實現父類的抽象方法時，須要充分理解這些抽象方法的調用時機，從而實現子類與父類之間的協做。
• 父類與子類的一致性，根據里氏替換原則(LSP)，可使用父類的變量保存子類的實例，且不管變量保存的是哪一個子類實例，調用父類的模板方法，程序均可以正常工做。

　　舉個具體的例子，在程序中訪問數據庫，不管是什麼數據庫（mysql、oracle、h2），要操做它們都要作一些特定步驟的操做：

• 1. 創建數據庫鏈接
• 2. 建立Connection鏈接
• 3. 建立statement或者preparedStateement
• 4. 執行sql，返回ResultSet
• 5. 關閉resultSet
• 5.關閉statement
• 6.關閉Connection

　　Spring針對不一樣的平臺，提供了幾種不一樣的模板：

• 直接使用JDBC：提供了JdbcTemplate
• 使用ORM框架：HibernateTemplate和JpaTemplate

2、模板方法(Template Method)模式類圖

3、模板方法(Template Method)模式中的角色

• AbstractClass抽象類：負責實現模板方法，並聲明要用到的抽象方法。
• ConcreteClass具體類：負責實現AbstractClass抽象類中的抽象方法，這些方法會被AbstactClass抽象類中的模板方法調用。

4、代碼示例

這裏使用Spring的JDBCTemplate來演示模板方法模式：

1:建立java控制檯應用程序，並添加spring相關依賴（或者使用maven建立java項目），項目目錄結構以下：

注：adapterpattern包和iteratorpattern包是以前設計模式的代碼示例包，無需理會（也能夠查看我以前的博客，裏面有說明這些代碼是如何建立的）。

2:建立數據源的Bean，即上圖中的ContextBeans類：

package com.designpattern.cn.templatemethodpattern;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.sql.DataSource;

@Component
public class ContextBeans {
    @Bean
    public DataSource dataSource(){
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource();
        dataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
        dataSource.setUrl("jdbc:mysql://10.211.55.100:3306/fruit_sale_system");
        dataSource.setUsername("root");
        dataSource.setPassword("123456");
        return dataSource;
    }
}

View Code

3:啓用Spring容器的自動掃描配置類SpringConfig：

package com.designpattern.cn.templatemethodpattern;

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
@ComponentScan
public class SpringConfig {
}

View Code

4:測試使用模板方法操做數據庫執行結果：

能夠看到上述代碼中，我只進行了Spring的基本配置，併爲項目設置了一個mysql數據源，經過建立模板的實例JdbcTemplate，就能夠直接調用queryForObject模板方法，實現業務查詢。

5、相關的模式

• 工廠方法(FactoryMethod)模式：工廠方法模式是將模板方法用於生成實例的的典型例子。
• 策略(Strategy)模式：模板方法模式中，使用繼承來改變程序的行爲，而在策略模式中，使用委託改變程序的行爲，並替換整個算法。