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前言
只有光头才能变强。文本已收录至我的 GitHub 仓库，欢迎 Star：https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y
在上一篇有读者说，一分钟就看完门面模式了，所以今天的标题就取《一分钟学会模板方法模式》
回顾前面所写过的设计模式：
给女朋友讲解什么是代理模式
包装模式就是这么简单啦
单例模式你会几种写法？
工厂模式理解了没有？
策略模式原来就这么简单！
三分钟学会门面模式！
无论是面试还是个人的提升，设计模式是必学的。今天来讲解模板方法模式~
一、模板方法模式
1.1 模板方法模式现实例子
大家都知道，我每次写原创技术文章，开头总会有“只有光头才能变强”。我当然不可能每次写文章的时候都去复制这句话 (因为这样太麻烦了)。
我有自己的写作模板，给大家看一下：
前言和最后都是固定下来的，至于第一点和第二点就得看是写什么文章，写不同的文章对应的内容也是不一样的。
每次我写文章的时候，只要在这个模板上添加我自己想写的东西就好了，就不用每次都复制一遍相同的内容，这样就大大减少我的工作量啦。
1.2 回到代码世界
代码来源于生活，同样地我可以将我写文章的过程用代码来描述，大家来看一下。
3y 每篇文章都会有“前言”和“最后”的内容，3y 把这两个模块写出来了。
// 3y 的文章模板
public class Java3yWriteArticle {
// 前言
public void introduction() {
System.out.println(“ 只有光头才能变强 ”);
}
// 最后
public void theLast() {
System.out.println(“ 关注我的公众号：Java3y”);
}
}
3y 写文章的时候，3y 可能就会这样使用：
// 3y 写文章
public static void main(String[] args) {
Java3yWriteArticle writeArticle = new Java3yWriteArticle();
// 前言
writeArticle.introduction();
// 实际内容
System.out.println(“ 大家好，我是 3y，今天来给大家分享我写的模板方法模式 ”);
// 最后
writeArticle.theLast();
}
这样是可以完成 3y 写文章的功能，但是这样做好吗？这时候 3y 女朋友也想写文章，她的文章同样也想有“前言”和“最后”两个模块，所以 3y 女朋友的文章模板是这样的：
// 3y 女朋友的文章模板
public class Java3yGFWriteArticle {
// 前言
public void introduction() {
System.out.println(“balabalabalalabalablablalab”);
}
// 最后
public void theLast() {
System.out.println(“balabalabalalabalablablalab”);
}
}
那 3y 女朋友写文章的时候，可能也会这样使用：
// 3y 女朋友写文章
public static void main(String[] args) {
Java3yGFWriteArticle java3yGFWriteArticle = new Java3yGFWriteArticle();
// 前言
java3yGFWriteArticle.introduction();
// 实际内容
System.out.println(“3y 是傻子，不用管他 ”);
// 最后
java3yGFWriteArticle.theLast();
}
可以发现 3y 和 3y 女朋友要写文章的时是要重复调用 introduction(); 和 theLast();。并且，3y 的文章模板和 3y 女朋友的文章模板中的“前言”和“最后”只是实现内容的不同，却定义了两次，明显就是重复的代码。面对重复的代码我们会做什么？很简单，抽取出来！
于是我们就可以抽取出一个通用的 WriteArticle(为了方便调用，我们还将写文章的步骤封装成一个方法)：
// 通用模板
public abstract class WriteArticle {
// 每个人的“前言”都不一样，所以抽象 (abstract)
protected abstract void introduction();
// 每个人的“最后”都不一样，所以抽象 (abstract)
protected abstract void theLast();
// 实际要写的内容，每个人的“实际内容”都不一样，所以抽象 (abstract)
protected abstract void actualContent();
// 写一篇完整的文章 (为了方便调用，我们将这几个步骤分装成一个方法)
public final void writeAnCompleteArticle() {
// 前言
introduction();
// 实际内容
actualContent();
// 最后
theLast();
}
}
所以，3y 的模板就可以继承通用模板，在通用模板上实现自己想要的就好了：
// 3y 的文章模板
public class Java3yWriteArticle extends WriteArticle {
// 前言
@Override
public void introduction() {
System.out.println(“ 只有光头才能变强 ”);
}
// 最后
@Override
public void theLast() {
System.out.println(“ 关注我的公众号：Java3y”);
}
@Override
protected void actualContent() {
System.out.println(“ 大家好，我是 3y，今天来给大家分享我写的模板方法模式 ”);
}
}
同样地，3y 女朋友的文章模板也是类似的：
// 3y 女朋友的文章模板
public class Java3yGFWriteArticle extends WriteArticle {
// 前言
@Override
public void introduction() {
System.out.println(“balabalabalalabalablablalab”);
}
// 最后
@Override
public void theLast() {
System.out.println(“balabalabalalabalablablalab”);
}
@Override
protected void actualContent() {
System.out.println(“3y 是傻子，不用管他 ”);
}
}
想要真正写文章的时候就十分方便了：
// 3y 写文章
public static void main(String[] args) {
WriteArticle java3ywriteArticle = new Java3yWriteArticle();
java3ywriteArticle.writeAnCompleteArticle();
}
// 3y 女朋友写文章
public static void main(String[] args) {
WriteArticle java3yGFWriteArticle = new Java3yGFWriteArticle();
java3yGFWriteArticle.writeAnCompleteArticle();
}
要点：
把公共的代码抽取出来，如果该功能是不确定的，那我们将其修饰成抽象方法。
将几个固定步骤的功能封装到一个方法中，对外暴露这个方法，就可以非常方便调用了。
嗯，上面的就是模板方法模式，就这么简单！
1.3 模板方法模式介绍
《设计模式之禅》：
定义一个操作中的算法框架，而将一些步骤延迟到子类中。使子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些步骤。
根据我们上面的例子，来讲讲这段话的含义：
定义一个操作中的算法框架，而将一些步骤延迟到子类中。
WriteArticle 中有一个 writeAnCompleteArticle() 方法，该方法定义了发文章的所有步骤，但是这些步骤大多是抽象的，得由子类来实现。
使子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些步骤
外界是通过调用 writeAnCompleteArticle() 方法来写文章的，子类如果改变具体的实现就会间接改变了算法的细节。
比如 3y 在文章模板中的 introduction() 改了，“只有充钱才能变强”
@Override
public void introduction() {
System.out.println(“ 只有充钱才能变强 ”);
}
我们没有碰过 writeAnCompleteArticle() 的代码，但再次调用这个方法的时候，具体的实现就会发生改变 ( 因为 writeAnCompleteArticle 受子类的具体实现影响)
下面我们看一下模板方法模式的通用类图：
在模板方法模式中，也有几个术语，根据我们的例子中的注释，我给大家介绍一下：
// 抽象模板类
public abstract class WriteArticle {
// 基本方法
protected abstract void introduction();
// 基本方法
protected abstract void theLast();
// 基本方法
protected abstract void actualContent();
// 模板方法
public final void writeAnCompleteArticle() {
introduction();
actualContent();
theLast();
}
}
// 具体模板类
public class Java3yWriteArticle extends WriteArticle {
// 实现基本方法
@Override
public void introduction() {
System.out.println(“ 只有充钱才能变强 ”);
}
// 实现基本方法
@Override
public void theLast() {
System.out.println(“ 关注我的公众号：Java3y”);
}
// 实现基本方法
@Override
protected void actualContent() {
System.out.println(“ 大家好，我是 3y，今天来给大家分享我写的模板方法模式 ”);
}
}
基本方法：在子类实现，并且在模板方法中被调用
模板方法：定义了一个框架，实现对基本方法的调用，完成固定的逻辑。
1.4 模板方法的优缺点
优点：
封装不变的部分，扩展可变的部分。把认为是不变的部分的算法封装到父类，可变部分的交由子类来实现！
提取公共部分的代码，行为由父类控制，子类实现！
缺点：
抽象类定义了部分抽象方法，这些抽象的方法由子类来实现，子类执行的结果影响了父类的结果 (子类对父类产生了影响)，会带来阅读代码的难度！
1.5 模板方法模式 JDK 应用
最经典的就是 JUC 包下的 AQS(AbstractQueuedSynchronizer) 了。AQS 是什么？
AQS 其实就是一个可以给我们实现锁的框架。内部实现的关键是：先进先出的队列、state 状态
我们可以看一下 AQS 定义的 acquire()
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
acquire() 相当于模板方法，tryAcquire(arg) 相当于基本方法。
最后
模板方法模式也很简单呀，一个抽象类有基本方法 (等着被子类实现的方法)，有模板方法 (对外暴露、调用基本方法、定义了算法的框架)，那就完事了。
推荐阅读和参考资料：
《设计模式之禅》
https://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/54910518
https://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7564039
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