0x01.定义与类型

  • 定义：定义了一个算法的骨架，并允许子类为一个或多个步骤提供实现
  • 准备一个抽象类，将部分逻辑以具体方法以及具体构造函数的形式实现，然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。
  • 不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法，从而对剩余的逻辑有不同的实现。这就是模板方法模式的用意。
  • 比如定义一个操作中的算法的骨架，将步骤延迟到子类中。
  • 模板方法使得子类可以再不改变算法结构的情况下，重新定义算法的某些步骤
  • 类型：行为型
  • UML类图

  • 样例代码
/** * 模板方法类 */public abstract class ATemplate {    /**     * 模板方法     */    public void templateMethod() {        before();        doAction();        after();    }    /**     * 钩子函数     * 一个空的方法     */    protected void before(){}    /**     * 抽象方法     * 业务逻辑     */    public abstract void doAction();    /**     * 具体方法     */    private void after() {        System.out.println("after!");    }}/** * 具体的实现类 */public class BusinessEntity extends ATemplate {    @Override    protected void before() {        super.before();        System.out.println("before");    }    @Override    public void doAction() {        System.out.println("doAction");    }}
  • 测试与应用类
public class Test {    public static void main(String[] args) {        ATemplate template = new BusinessEntity();        template.templateMethod();    }}
  • 输出结果
beforedoActionafter!

  • 角色介绍

    • 抽象类（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，已完成完整的算法。

0x02.适用场景

  • 一次性实现一个算法不变的部分，并将可变的行为留给子类来实现
  • 各子类中公共的行为被提取出来并集中到一个公共父类中，从而避免代码重复
  • 控制子类扩展，子类必须遵守算法规则。

0x03.优缺点

1.优点

  • 模板方法模式通过把不变的行为搬移到超类，去除了子类中的重复代码。
  • 子类实现算法的某些细节，有助于算法的扩展。
  • 通过一个父类调用子类实现的操作，通过子类扩展增加新的行为，符合“开放-封闭原则”。

2.缺点

  • 类数目的增加
  • 增加了系统实现的复杂度
  • 继承关系自身缺点，如果父类添加新的抽象方法，所有子类都要改一遍

0x04.扩展

  • 钩子方法：原理就是实现为空的方法，在某任务之前、之后、执行中、报异常后调用的方法（是不是有种熟悉的感觉）。通常钩子方法是通过抽象类或是本类中的空方法来实现的。

0x05.样例代码

举例，自然界的动物例如鱼，猴子，老虎都有自己的生活和生活方式。
  • 核心代码
/** * 抽象类 */public abstract class AnimalAbstract {    /**     *     */    public void life () {        eat();        sport();        sleep();    }    public abstract void eat ();    public abstract void sport ();    public abstract void sleep ();}/** * 鱼 */public class Fish extends AnimalAbstract {    @Override    public void eat() {        System.out.println("我吃微生物");    }    @Override    public void sport() {        System.out.println("晃尾巴");    }    @Override    public void sleep() {        System.out.println("在水中休息");    }}/** * 猴子 */public class Monkey extends AnimalAbstract {    @Override    public void eat() {        System.out.println("吃香蕉");    }    @Override    public void sport() {        System.out.println("手舞足蹈");    }    @Override    public void sleep() {        System.out.println("在树上休息");    }}/** * 老虎 */public class Tiger extends AnimalAbstract {    @Override    public void eat() {        System.out.println("吃猴子");    }    @Override    public void sport() {        System.out.println("奔跑");    }    @Override    public void sleep() {        System.out.println("睡在森林");    }}
  • 测试与应用类
/** * 测试与应用类 */public class Test {    public static void main(String[] args) {        AnimalAbstract fish = new Fish();        AnimalAbstract monkey = new Monkey();        AnimalAbstract tiger = new Tiger();        fish.life();        monkey.life();        tiger.life();    }}
  • 输入结果
我吃微生物晃尾巴在水中休息吃香蕉手舞足蹈在树上休息吃猴子奔跑睡在森林
  • 样例UML类图

0x06.相关设计模式

  • 模板方法模式和工厂方法模式

    • 工厂方法是模板方法的一种特殊实现

  • 模板方法模式和策略模式

    • 策略模式：是不同的算法可以相互替换，不影响应用层客户端适用
    • 模板方法：是不改变算法流程，交给子类实现

0x07.源码中的模板方法模式

  • AbstractList: addAll, get
  • AbstractMap
  • HttpServlet
  • BaseExecutor

0x08.源码

  • 设计模式之模板方法模式: https://github.com/sigmako/design-pattern/tree/master/template-method

0x09.推荐阅读

  • 慕课网设计模式精讲: https://coding.imooc.com/class/270.html
  • java回调方法、钩子方法以及模板方法模式: https://www.cnblogs.com/koala2016/p/5766478.html