模板模式

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模版模式

定义

在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法可以使得子类在不改变算法结构的情况下，重新定义算法的某些步骤。

一般用抽象类实现。(也可以回调，比如jdbcTemplate的实现)

通俗点的理解就是 ：完成一件事情，有固定的数个步骤，但是每个步骤根据对象的不同，而实现细节不同；就可以在父类中定义一个完成该事情的总方法，按照完成事件需要的步骤去调用其每个步骤的实现方法。每个步骤的具体实现，由子类完成。

UML

抽象父类（AbstractClass）：实现了模板方法，定义了算法的骨架。

具体类（ConcreteClass)：实现抽象类中的抽象方法，即不同的对象的具体实现细节。

    

 举例

模板方法（template method）就在spring中被大量使用，如：jdbcTemplate,hibernateTemplate,JndiTemplate以及一些包围的包装等都无疑使用了模板模式，但spring并不是单纯使用了模板方法，而是在此基础上做了创新，配合callback（回调）一起使用，用得极其灵活。 

父类是抽象类

public abstract class TemplatePattern {  
  
    //模板方法  
    public final void templateMethod(){  
          
        method1();  
        method2();//勾子方法  
        method3();//抽象方法  
    }  
    private void method1(){  
        System.out.println("父类实现业务逻辑");  
    }  
    public void method2(){  
        System.out.println("父类默认实现，子类可覆盖");  
    }  
    protected abstract void method3();//子类负责实现业务逻辑  
}  

父类中有三个方法，分别是method1()，method2()和method3()。 
method1()是私有方法，有且只能由父类实现逻辑，由于方法是private的，所以只能父类调用。 
method2()是所谓的勾子方法。父类提供默认实现，如果子类觉得有必要定制，则可以覆盖父类的默认实现。 
method3()是子类必须实现的方法，即制定的步骤。 
由此可看出，算法的流程执行顺序是由父类掌控的，子类只能配合。

第一个子类

public class TemplatePatternImpl extends TemplatePattern {  
  
    @Override  
    protected void method3() {  
        System.out.println("method3()在子类TemplatePatternImpl中实现了！！");  
  
    }  
  
}  

//这个子类只覆盖了必须覆盖的方法
//test
TemplatePattern t1 = new TemplatePatternImpl();  
t1.templateMethod();  

console：
父类实现业务逻辑  
父类默认实现，子类可覆盖  
method3()在子类TemplatePatternImpl中实现了！！  

第二个子类，实现勾子方法

public class TemplatePatternImpl2 extends TemplatePattern {  
  
    @Override  
    protected void method3() {  
        System.out.println("method3()在子类TemplatePatternImpl2中实现了！！");  
  
    }  
  
    /* (non-Javadoc) 
     * @see com.jak.pattern.template.example.TemplatePattern#method2() 
     */  
    @Override  
    public void method2() {  
        System.out.println("子类TemplatePatternImpl2覆盖了父类的method2()方法！！");  
    }  
      
}  

//test
TemplatePattern t2 = new TemplatePatternImpl2();  
t2.templateMethod();  

console:
父类实现业务逻辑  
子类TemplatePatternImpl2覆盖了父类的method2()方法！！  
method3()在子类TemplatePatternImpl2中实现了！！  

spring中的例子(模板模式与回调)JdbcTemplate

经典JDBC代码

public List<User> query() {  
  
    List<User> userList = new ArrayList<User>();  
    String sql = "select * from User";  
  
    Connection con = null;  
    PreparedStatement pst = null;  
    ResultSet rs = null;  
    try {  
        con = HsqldbUtil.getConnection();  
        pst = con.prepareStatement(sql);  
        rs = pst.executeQuery();  
  
        User user = null;  
        while (rs.next()) {  
  
            user = new User();  
            user.setId(rs.getInt("id"));  
            user.setUserName(rs.getString("user_name"));  
            user.setBirth(rs.getDate("birth"));  
            user.setCreateDate(rs.getDate("create_date"));  
            userList.add(user);  
        }  
  
  
    } catch (SQLException e) {  
        e.printStackTrace();  
    }finally{  
        if(rs != null){  
            try {  
                rs.close();  
            } catch (SQLException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
        }  
        try {  
            pst.close();  
        } catch (SQLException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        try {  
            if(!con.isClosed()){  
                try {  
                    con.close();  
                } catch (SQLException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        } catch (SQLException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
          
    }  
    return userList;  
} 

上面的代码要若干年前可能是一段十分经典的，还可能被作为example被推广。但时过境迁，倘若哪位程序员现在再在自己的程序中出现以上代码，不是说明该公司的开发框架管理混乱，就说明这位程序员水平太“高”了。 
我们试想，一个简单的查询，就要做这么一大堆事情，而且还要处理异常，我们不防来梳理一下： 
1、获取connection 
2、获取statement 
3、获取resultset 
4、遍历resultset并封装成集合 
5、依次关闭connection,statement,resultset，而且还要考虑各种异常 
6、..... 
啊~~~~ 我快要晕了，在面向对象编程的年代里，这样的代码简直不能上人容忍。试想，上面我们只是做了一张表的查询，如果我们要做第2张表，第3张表呢，又是一堆重复的代码： 
1、获取connection 
2、获取statement 
3、获取resultset 
4、遍历resultset并封装成集合 
5、依次关闭connection,statement,resultset，而且还要考虑各种异常 
6、..... 

这时候，使用模板模式的时机到了！！！ 

通过观察我们发现上面步骤中大多数都是重复的，可复用的，只有在遍历ResultSet并封装成集合的这一步骤是可定制的，因为每张表都映射不同的java bean。这部分代码是没有办法复用的，只能定制。

抽象父类实现

public abstract class JdbcTemplate {  
  
    //template method  
    public final Object execute(String sql) throws SQLException{  
          
        Connection con = HsqldbUtil.getConnection();  
        Statement stmt = null;  
        try {  
   
            stmt = con.createStatement();  
            ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);  
            Object result = doInStatement(rs);//abstract method   
            return result;  
        }  
        catch (SQLException ex) {  
             ex.printStackTrace();  
             throw ex;  
        }  
        finally {  
   
            try {  
                stmt.close();  
            } catch (SQLException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
            try {  
                if(!con.isClosed()){  
                    try {  
                        con.close();  
                    } catch (SQLException e) {  
                        e.printStackTrace();  
                    }  
                }  
            } catch (SQLException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
              
        }  
    }  
      
    //implements in subclass  
    protected abstract Object doInStatement(ResultSet rs);  
}  

在上面这个抽象类中，封装了SUN JDBC API的主要流程，而遍历ResultSet这一步骤则放到抽象方法doInStatement()中，由子类负责实现。 
好，我们来定义一个子类，并继承上面的父类

public class JdbcTemplateUserImpl extends JdbcTemplate {  
  
    @Override  
    protected Object doInStatement(ResultSet rs) {  
        List<User> userList = new ArrayList<User>();  
          
        try {  
            User user = null;  
            while (rs.next()) {  
  
                user = new User();  
                user.setId(rs.getInt("id"));  
                user.setUserName(rs.getString("user_name"));  
                user.setBirth(rs.getDate("birth"));  
                user.setCreateDate(rs.getDate("create_date"));  
                userList.add(user);  
            }  
            return userList;  
        } catch (SQLException e) {  
            e.printStackTrace();  
            return null;  
        }  
    }  
  
}  

由代码可见，我们在doInStatement()方法中，对ResultSet进行了遍历，最后并返回。

//test
String sql = "select * from User";  
JdbcTemplate jt = new JdbcTemplateUserImpl();  
List<User> userList = (List<User>) jt.execute(sql);  

回调实现

试想，如果我每次用jdbcTemplate时，都要继承一下上面的父类，是不是有些不方面呢？ 
那就让我们甩掉abstract这顶帽子吧，这时，就该callback（回调）上场了。

所谓回调，就是方法参数中传递一个接口，父类在调用此方法时，必须调用方法中传递的接口的实现类。 

定义一个回调接口

public interface StatementCallback {  
    Object doInStatement(Statement stmt) throws SQLException;  
} 

改一下上面的方法签名

private final Object execute(StatementCallback action) throws SQLException  

里面的获取数据方式也要做如下修改

Object result = action.doInStatement(stmt);//abstract method   

稍微封装一下

public Object query(StatementCallback stmt) throws SQLException{  
    return execute(stmt);  
}  

OK，大功告成！ 
我们来写一个测试类Test.java测试一下吧： 
这时候，访问有两种方式，一种是内部类的方式，一种是匿名方式。 

内部类的方式

//内部类方式  
    public Object query(final String sql) throws SQLException {  
        class QueryStatementCallback implements StatementCallback {  
  
            public Object doInStatement(Statement stmt) throws SQLException {  
                ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);  
                List<User> userList = new ArrayList<User>();  
  
                User user = null;  
                while (rs.next()) {  
  
                    user = new User();  
                    user.setId(rs.getInt("id"));  
                    user.setUserName(rs.getString("user_name"));  
                    user.setBirth(rs.getDate("birth"));  
                    user.setCreateDate(rs.getDate("create_date"));  
                    userList.add(user);  
                }  
                return userList;  
  
            }  
  
        }  
  
        JdbcTemplate jt = new JdbcTemplate();  
        return jt.query(new QueryStatementCallback());  
    }  

在调用jdbcTemplate.query()方法时，传一个StatementCallBack()的实例过去，也就是我们的内部类。

匿名方式

//匿名类方式  
    public Object query2(final String sql) throws Exception{  
          
        JdbcTemplate jt = new JdbcTemplate();  
        return jt.query(new StatementCallback() {  
              
            public Object doInStatement(Statement stmt) throws SQLException {  
                ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);  
                List<User> userList = new ArrayList<User>();  
  
                User user = null;  
                while (rs.next()) {  
  
                    user = new User();  
                    user.setId(rs.getInt("id"));  
                    user.setUserName(rs.getString("user_name"));  
                    user.setBirth(rs.getDate("birth"));  
                    user.setCreateDate(rs.getDate("create_date"));  
                    userList.add(user);  
                }  
                return userList;  
  
            }  
        });  
          
    }  

相比之下，这种方法更为简洁。 
为什么spring不用传统的模板方法，而加之以Callback进行配合呢？ 
试想，如果父类中有10个抽象方法，而继承它的所有子类则要将这10个抽象方法全部实现，子类显得非常臃肿。而有时候某个子类只需要定制父类中的某一个方法该怎么办呢？这个时候就要用到Callback回调了。 

离spring jdbcTemplate再近一点 
上面这种方式基本上实现了模板方法+回调模式。但离spring的jdbcTemplate还有些距离。 
我们可以再深入一些。。。 

我们上面虽然实现了模板方法+回调模式，但相对于Spring的JdbcTemplate则显得有些“丑陋”。Spring引入了RowMapper和ResultSetExtractor的概念。 
RowMapper接口负责处理某一行的数据，例如，我们可以在mapRow方法里对某一行记录进行操作，或封装成entity。 
ResultSetExtractor是数据集抽取器，负责遍历ResultSet并根据RowMapper里的规则对数据进行处理。 
RowMapper和ResultSetExtractor区别是，RowMapper是处理某一行数据，返回一个实体对象。而ResultSetExtractor是处理一个数据集合，返回一个对象集合。 

当然，上面所述仅仅是Spring JdbcTemplte实现的基本原理，Spring JdbcTemplate内部还做了更多的事情，比如，把所有的基本操作都封装到JdbcOperations接口内，以及采用JdbcAccessor来管理DataSource和转换异常等。