设计模式——Spring IoC中用到的模板方法模式

基本概念

什么是模板方法（Template method）：父类定义了骨架（调用哪些方法及顺序），某些特定方法由子类实现。

最大的好处：代码复用，减少重复代码。除了子类要实现的特定方法，其他方法及方法调用顺序都在父类中预先写好了。

所以父类模板方法中有两类方法：

1、共同的方法：所有子类都会用到的代码

2、不同的方法：子类要覆盖的方法，分为两种：

　　A、抽象方法：父类中的是抽象方法，子类必须覆盖

　　B、钩子方法：父类中是一个空方法，子类继承了默认也是空的

注：为什么叫钩子，子类可以通过这个钩子（方法），控制父类，因为这个钩子实际是父类的方法（空方法）！

模板方法模式，和现实中的模板很像，一个文档的模板通常是一个完成了部分内容的表格（表格模板就像一个模板方法），每个人都会拿到表格的副本（具体的实现类）进行某些项的填写，每个人都可以对指定项（抽象方法或钩子方法）进行填写，表格中的必填项就像抽象方法必须实现，表格中的非必填项就是钩子方法。当然只是比喻和实际情况不完全一样。

UML图

Java代码展示

下面的代码展示了，模板方法模式在Java代码中通常是怎样的：

1、先定义一个接口，主要是定义了模板方法

public interface TemplateInterface {
    public void execute();
}

2、抽象类实现了接口，主要是实现了模板方法的逻辑，模板方法中调用了自己的逻辑方法，还有最重要的钩子方法和抽象方法

public abstract class TemplateAbstractClass implements TemplateInterface{
    /**模板方法*/
    @Override
    public void execute() {
        preDoSomething();
        abstractMethod();
        hookMethod();
        afterDoSomething();
    }
    private void preDoSomething(){
        System.out.println("before do some thing in abstract class");
    }
    private void afterDoSomething(){
        System.out.println("after do some thing in abstract class");
    }
    /**抽象方法*/
    public abstract void abstractMethod();
    /**钩子方法*/
    public void hookMethod(){
    }
}

3、两个子类，One只实现了抽象方法，Two实现了抽象方法并覆盖了钩子方法

public class SubClassOne extends TemplateAbstractClass{
    /**抽象方法*/
    @Override
    public void abstractMethod() {
        System.out.println("do another thing by subClassOne");
    }
}

public class SubClassTwo extends TemplateAbstractClass{
    /**抽象方法*/
    @Override
    public void abstractMethod() {
        System.out.println("do another thing by subClassTwo");
    }
    /**钩子方法*/
    @Override
    public void hookMethod() {
        System.out.println("hook method in subClassTwo");
    }
}

Spring中的模板方法模式

Spring中几乎所有的扩展，都使用了模板方法模式，JdbcTemplate中应该很多，不过还没学到那里，这里说下IoC部分的模板方法模式！

注：貌似在业务系统中很少看到，是开发者的编码能力问题还是对实际情况不适用，但是在框架中很多，Java IO、Spring、Hibernate等，可能是作为一个框架来说考虑更多的是扩展问题！

下面的代码展示了Spring IOC容器初始化时运用到的模板方法模式。（截取部分关键代码）

1、首先定义一个接口ConfigurableApplicationContext，声明模板方法refresh

public interface ConfigurableApplicationContext extends ApplicationContext, Lifecycle, Closeable {
　　/**声明了一个模板方法*/
　　void refresh() throws BeansException, IllegalStateException;
}

2、抽象类AbstractApplicationContext实现了接口，主要实现了模板方法refresh（这个方法很重要，是各种IOC容器初始化的入口）的逻辑

public abstract class AbstractApplicationContext extends DefaultResourceLoader
        implements ConfigurableApplicationContext, DisposableBean {

　　 /**模板方法的具体实现*/
    public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
        synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
            // Prepare this context for refreshing.
            prepareRefresh();

　　　　　　  //注意这个方法是，里面调用了两个抽象方法refreshBeanFactory、getBeanFactory
            // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

            // Prepare the bean factory for use in this context.
            prepareBeanFactory(beanFactory);
            try {

　　　　　　　　　 //注意这个方法是钩子方法
                // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
                postProcessBeanFactory(beanFactory);

                // Invoke factory processors registered as beans in the context.
                invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
                // Register bean processors that intercept bean creation.
                registerBeanPostProcessors(beanFactory);
                // Initialize message source for this context.
                initMessageSource();
                // Initialize event multicaster for this context.
                initApplicationEventMulticaster();

　　　　　　　　　 //注意这个方法是钩子方法
                // Initialize other special beans in specific context subclasses.
                onRefresh();

                // Check for listener beans and register them.
                registerListeners();
                // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
                finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
                // Last step: publish corresponding event.
                finishRefresh();
            }
            catch (BeansException ex) {
                // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
                destroyBeans();
                // Reset 'active' flag.
                cancelRefresh(ex);
                // Propagate exception to caller.
                throw ex;
            }
        }
    }

这里最主要有一个抽象方法obtainFreshBeanFactory、两个钩子方法postProcessBeanFactory和onRefresh，看看他们在类中的定义

两个钩子方法：

    protected void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
    }
    protected void onRefresh() throws BeansException {
        // For subclasses: do nothing by default.
    }

再看看获取Spring容器的抽象方法：

　　/**其实他内部只调用了两个抽象方法**/    
　　protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
        refreshBeanFactory();
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Bean factory for " + getDisplayName() + ": " + beanFactory);
        }
        return beanFactory;
    }
　　protected abstract void refreshBeanFactory() throws BeansException, IllegalStateException;
　　public abstract ConfigurableListableBeanFactory getBeanFactory() throws IllegalStateException;

具体要取那种BeanFactory容器的决定权交给了子类！

3、具体实现的子类，实现了抽象方法getBeanFactory的子类有：

AbstractRefreshableApplicationContext：

public abstract class AbstractRefreshableApplicationContext extends AbstractApplicationContext {
    @Override
    public final ConfigurableListableBeanFactory getBeanFactory() {
        synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
            if (this.beanFactory == null) {
                throw new IllegalStateException("BeanFactory not initialized or already closed - " +
                        "call 'refresh' before accessing beans via the ApplicationContext");
            }
            //这里的this.beanFactory在另一个抽象方法refreshBeanFactory的设置的
            return this.beanFactory;
        }
    }
}    

public class GenericApplicationContext extends AbstractApplicationContext implements BeanDefinitionRegistry {
    @Override
    public final ConfigurableListableBeanFactory getBeanFactory() {
　　　　//同样这里的this.beanFactory在另一个抽象方法中设置        
　　　　return this.beanFactory;
    }
}

其实这里的差别还不是很大，我们可以看看另一个抽象方法refreshBeanFactory的实现，两个抽象方法的配合使用。

 所以这里的UML是：