一、模板方法模式

在面向对象开发过程中，通常我们会遇到这样的一个问题：我们知道一个算法所需的关键步骤，并确定了这些步骤的执行顺序。但是某些步骤的具体实现是未知的，或者说某些步骤的实现与具体的环境相关。

这时我们就需要定义一个模板结构，将具体内容延迟到子类去实现。

在不改变模板结构的前提下在子类中重新定义模板中的内容。

抽象类（AbstractClass）: 定义抽象的原语操作（primitive operation），具体的子类将重定义它们以实现一个算法，实现一个模板方法,定义一个算法的骨架。该模板方法不仅调用原语操作，也调用定义
具体子类（ConcreteClass）: 实现原语操作以完成算法中与特定子类相关的步骤。

二、案例

我们举一个最简单的例子：

1. 开机--> 2.玩手机--> 3.关机

这是我们对手机的一个最基本的操作顺序，其中开机和关机是不变的，但是玩手机这个业务却是不同的，我们可能要社交，玩游戏，听音乐或者看电影。

实现

步骤1： 创建抽象模板结构（Abstract Class）：操作手机的步骤public  abstract class AbstractClass_Phone{  /模板方法，用来控制操作手机的流程 （流程是一样的-复用）/申明为final，不希望子类覆盖这个方法，防止更改流程的执行顺序 final void phonePress(){  //第一步：开机this.powerOn()；//第二步：玩手机this.playPhone();//第三步：关机this.powerOff();}  定义结构里哪些方法是所有过程都是一样的可复用的，哪些是需要子类进行实现的/第一步：开机是一样的，所以直接实现void powerOn(){  System.out.println("开机");  }  /第二步：玩手机是不一样的（社交，游戏）//所以声明为抽象方法，具体由子类实现 abstract void  playPhone();/第三步：关机是一样的，所以直接实现void  powerOff(){  System.out.println("关机");  }
}

步骤2： 创建具体模板（Concrete Class）,即”社交“和”游戏“的具体步骤/社交的类public class ConcreteClass_SheJiao extend  AbstractClass_Phone{@Overridepublic void  playPhone(){  System.out.println(”聊QQ，微信“);  }
}/游戏的类public class ConcreteClass_Game extend  AbstractClass_Phone{@Overridepublic void  playPhone(){  System.out.println(”打农药，吃鸡“);  }
}

步骤3： 客户端调用-玩手机public class TemplateMethod{public static void main(String[] args){/操作手机-->社交ConcreteClass_SheJiao sheJiao= new ConcreteClass_SheJiao（）；SheJiao.PhoneProcess()；/操作手机-->游戏ConcreteClass_Game game= new ConcreteClass_Game（）；Game.PhoneProcess()；}

结果输出:开机聊QQ，微信关机开机打农药，吃鸡关机

三、优缺点

优点：

提高代码复用性
将相同部分的代码放在抽象的父类中

提高了拓展性
将不同的代码放入不同的子类中，通过对子类的扩展增加新的行为

实现了反向控制
通过一个父类调用其子类的操作，通过对子类的扩展增加新的行为，实现了反向控制 & 符合“开闭原则”

缺点：

每个不同的实现都需要定义一个子类，这会导致类的个数增加，系统更加庞大，设计也更加抽象，但是更加符合“单一职责原则”，使得类的内聚性得以提高。

四、应用场景

Servlet 中的模板方法模式

HttpServlet 的简要代码如下所示

public abstract class HttpServlet extends GenericServlet {protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { // ... }protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { // ... }protected void doHead(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { // ... }protected void doPut(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { // ... }protected void doDelete(HttpServletRequest req,  HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { // ... }protected void doOptions(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { // ... }protected void doTrace(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { // ... }protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {String method = req.getMethod();if (method.equals(METHOD_GET)) {//...} else if (method.equals(METHOD_HEAD)) {//...} else if (method.equals(METHOD_POST)) {doPost(req, resp);} else if (method.equals(METHOD_PUT)) {doPut(req, resp);} else if (method.equals(METHOD_DELETE)) {doDelete(req, resp);} else if (method.equals(METHOD_OPTIONS)) {doOptions(req,resp);} else if (method.equals(METHOD_TRACE)) {doTrace(req,resp);} else {//...}}   // ...省略...
}

其中service()方法是一个模板方法,这个方法调用了七个do方法中的一个或几个，完成对客户端的请求

在开发javaWeb应用时，自定义的Servlet类一般都扩展 HttpServlet 类

Mybatis的BaseExecutor接口中的模板方法模式

Executor 是 Mybatis 的核心接口之一，其中定义了数据库操作的基本方法，该接口的代码如下：

public abstract class BaseExecutor implements Executor {protected Transaction transaction;protected Executor wrapper;protected ConcurrentLinkedQueue<DeferredLoad> deferredLoads;protected PerpetualCache localCache;protected PerpetualCache localOutputParameterCache;protected Configuration configuration;protected int queryStack = 0;private boolean closed;@Overridepublic <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {ErrorContext.instance().resource(ms.getResource()).activity("executing a query").object(ms.getId());if (closed) {throw new ExecutorException("Executor was closed.");}if (queryStack == 0 && ms.isFlushCacheRequired()) {clearLocalCache();}List<E> list;try {queryStack++;list = resultHandler == null ? (List<E>) localCache.getObject(key) : null;if (list != null) {handleLocallyCachedOutputParameters(ms, key, parameter, boundSql);} else {list = queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);}} finally {queryStack--;}if (queryStack == 0) {for (DeferredLoad deferredLoad : deferredLoads) {deferredLoad.load();}// issue #601deferredLoads.clear();if (configuration.getLocalCacheScope() == LocalCacheScope.STATEMENT) {// issue #482clearLocalCache();}}return list;}protected abstract int doUpdate(MappedStatement ms, Object parameter)throws SQLException;protected abstract List<BatchResult> doFlushStatements(boolean isRollback)throws SQLException;protected abstract <E> List<E> doQuery(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, BoundSql boundSql)throws SQLException;protected abstract <E> Cursor<E> doQueryCursor(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, BoundSql boundSql)throws SQLException;// 省略....
}

BaseExecutor 中主要提供了缓存管理和事务管理的基本功能，继承 BaseExecutor 的子类只需要实现四个基本方法来完成数据库的相关操作即可，这四个方法分别是：doUpdate() 方法、doQuery() 方法、doQueryCursor() 方法、doFlushStatement() 方法，其余功能都在 BaseExecutor 中实现。

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