【SpringBoot】模板设计模式应用

一、前言

常见的设计模式有23种，我们不得不提到模板方法设计模式，这是一种在软件开发中广泛使用的行为型设计模式之一。

二、模板方式是什么

全称是模板方法设计模式。

模板模式是一种行为设计模式。它的实现思路是，创建一个 模板方法 method，在该模板类中定义一些基本方法供模板方法 method 调用，这些基本方法通常是 protected 修饰的，因为它并不需要对外提供访问。模板方法 method 定义了一个算法的执行步骤，或者说能够提供一种默认的实现，这些实现概括一部分子类或者全部子类的共同部分（说白了就是概括了所有子类的共同特性，并且自己实现了它）。

看到上面的 UML 图，理清下思路：一个最基本的模板方法模式中，你需要创建一个抽象类和一个具体的实现类，从上图可以看到在抽象类中持有一个模板方法和一些基本方法，而子类只需要对这些基本方法进行实现即可，子类并不需要对模板方法进行实现，因为抽象类已经实现好了。 

白话讲就是：创建一个抽象类并在里面定义一些方法，有的抽象类本身已经实现，实现方法的复用，有的需要子类去实现提高拓展性。 

三、模板方法的原理

模板方法的原理可以简单概括如下：

• 定义算法骨架：在抽象基类中定义一个模板方法，该方法包含了算法的整体流程，通常由一系列步骤组成。这些步骤可以是抽象方法、具体方法或空方法（钩子方法）。
• 子类定制实现：子类继承基类，并实现其中的抽象方法，以提供算法的具体实现。子类可以根据需要定制算法的某些步骤，而不必修改整个算法的结构。
• 模板方法的调用：在客户端代码中，通过调用抽象基类的模板方法来启动算法。模板方法按照定义的流程调用了各个步骤，以及可能的具体方法或钩子方法。

总之，通过这种方式，模板方法设计模式实现了方法的复用，可以更好去拓展，同时将算法的整体结构清晰的展现在一个方法中，使得代码易于理解和维护。

四、项目实战

假设提供一种造房子的算法。算法的步骤就是模拟造房子的过程：建地基、建支撑，最后添加墙和窗户。

最重要的一点就是不能改变此建造过程（也就是我们不能修改或者重写模板方法的意思），比如不可能在没用地基的时候就开始建造窗户吧！如果可以，那简直是胡扯！这个例子中，我们就创建了一个模板方法，将使用不同的方法完成对房子的建造。

1、HouseTemplate 模板类

为了确保子类不能重写（override）这个模板方法，应当使用 final。

HouseTemplate（这个类对应上面 UML 图的 AbstractClass）

public abstract class HouseTemplate {

    // 这是我们的模板方法，子类不能重写
    public final void buildHouse() {

        // 第一步：建造地基
        buildFoundation();

        // 第二步：建造支撑
        buildPillars();

        // 第三步：建造墙
        buildWalls();

        // 第四步：建造窗户
        buildWindows();

        System.out.println("房子建造好了");
    }

    protected void buildFoundation() {
        System.out.println("建筑基础用水泥、铁棒和沙子");
    }

    // 被子类实现的方法
    protected abstract void buildPillars();
    protected abstract void buildWalls();

    // 这个步骤可以默认实现，原文是 private 修饰，那么就是我规定死啦，这个步骤只能这样实现了。
    // 但为了易拓展，还是 protected 好点
    protected void buildWindows() {
        System.out.println("建造玻璃窗");
    }

}

2、WoodenHouse 实现类

public class WoodenHouse extends HouseTemplate {

    /**
     * 建造支撑
     */
    @Override
    protected void buildPillars() {
        System.out.println("建造木质涂料建筑支撑");
    }

    /**
     * 建造墙
     */
    @Override
    protected void buildWalls() {
        System.out.println("建造木墙");
    }
}

3、GlassHouse 实现类

public class GlassHouse extends HouseTemplate {

    /**
     * 建造支撑
     */
    @Override
    protected void buildPillars() {
        System.out.println("建造带有玻璃涂层的建筑支撑");
    }

    /**
     * 建造墙
     */
    @Override
    protected void buildWalls() {
        System.out.println("建筑玻璃墙");
    }

}

4、Controller 层，使用模板方法

    @PostMapping("/test")
    public String test() {

        // 创建一个模板，子类由 WoodenHouse 实现
        HouseTemplate houseTemplate = new WoodenHouse();
        // 调用模板方法
        houseTemplate.buildHouse();

        System.out.println("-------------------分隔符------------------");

        // 创建一个模板，子类由 GlassHouse 实现
        houseTemplate = new GlassHouse();
        // 调用模板方法
        houseTemplate.buildHouse();

        return "success!";
    }

5、调用接口  localhost:8080/house/test

建筑基础用水泥、铁棒和沙子
建造木质涂料建筑支撑
建造木墙
建造玻璃窗
房子建造好了
-------------------分隔符------------------
建筑基础用水泥、铁棒和沙子
建造带有玻璃涂层的建筑支撑
建筑玻璃墙
建造玻璃窗
房子建造好了

五、模板方法设计模式的特点

• 模板方法不能被子类重写，可用 final 修饰。
• 一个模板方法有确定的步骤组成，这些步骤可以被不同的子类实现，也可以自己实现。

六、模板方法设计模式应用场景

• 对于一个业务方法步骤固定，但这些步骤可以有不同的实现情况下

七、参考文档

谈一谈我对‘模板方法’设计模式的理解（Template）