模板方法和Callback回调应用实践－自己动手写JdbcTemplate（附源码）

转自 http://www.iteye.com/topic/713770

最近一直在研读spring源码和学习设计模式，想把自己的一些领悟与大家分享，前几天发了几篇简单的文章，可能由于文字过于简单，几次被评为新手贴，心中滴汗啊  没办法，工作太忙，大家都知道，写篇文章是要很大精力地~~~~~ 

今天恰有时间，把这两天的学习所得与大家分享，尽量写得详细一些，专家饶路走，新手觉得好赞一下（不要拍砖哦~~~~）。 
文章源码在附件中  

注： 本文目的意不在“重复发明轮子”，而是借此文来探讨Spring JdbcTemplate的内部实现原理，掌握其运用精妙之处，以便在以后的“造轮运动”中能灵活运用 。 

话回正转，这两天在读spring的jdbc模板，对Spring源码的精妙真是佩服得五体投地，极为经典。 
spring中真是集设计模式之大成，而且用得是炉火纯青。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。 

OK，为了防止文章再被拍砖，我写得更详细点吧，我们首先来回顾一下模板模式： 
所谓模板板式，就是在父类中定义算法的主要流程，而把一些个性化的步骤延迟到子类中去实现，父类始终控制着整个流程的主动权，子类只是辅助父类实现某些可定制的步骤。  

有些抽象？？？ 
好吧，我们用代码来说话吧： 

首先，父类要是个抽象类： 

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。  

下面我们来写第一个子类： 

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，我们来测试一下： 

TemplatePattern t1 = new TemplatePatternImpl();
t1.templateMethod();

在控制台中我们可以看到：

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！！

OK，我们来看看 勾子方法 的使用： 
定义第2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！！");
	}
	
}

来测试下：

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

我们看控制台： 

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！！

OK，经典的模板模式回顾完了（大家不要拍砖哦~~~~~~~~~~） 

接下来，我们回到正题，自己模仿spring动手写一个基于模板模式和回调的jdbcTemplate。 

回顾一下，spring为什么要封装JDBC API，对外提供jdbcTemplate呢（不要仍鸡蛋啊￥·%￥#%） 
话说SUN的JDBC API也算是经典了，曾经在某个年代折服了一批人。但随着历史的发展，纯粹的JDBC API已经过于底层，而且不易控制，由开发人员直接接触JDBC API，会造成不可预知的风险。还有，数据连接缓存池的发展，也不可能让开发人员去手工获取JDBC了。 

好了，我们来看一段曾经堪称经典的JDBC API代码吧： 

	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。那就让我们用一个抽象的父类把它们封装一下吧： 

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。 
有人可能要问：我如何获取ResultSet 并传给doInStatement()方法啊？？呵呵，问这个问题的大多是新手。因为此方法不是由子类调用的，而是由父类调用，并把ResultSet传递给子类的。我们来看一下测试代码： 

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

就是这么简单！！ 

文章至此仿佛告一段落，莫急！不防让我们更深入一些... 

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。  

那我们就来把上面的代码改造一下，改用回调实现吧： 

首先，我们来定义一个回调接口： 

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

这时候，我们就要方法的签名改一下了： 

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 

为了看着顺眼，我们来给他封装一层吧： 

	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 。 

先来看看内部类的方式： 

//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。 

再来看看匿名方式： 

//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。 

接下来的主题： 进行范型的改造  
我们可能发现，上面的接口中返回的还都是Object对象，在范型日益盛行的今天，我们怎能忍受每次都要把得到的对象进行强制类型转换？那我们就要心情享用JDK1.5给我们带来的范型盛宴。 

未完待续...  

源码下载：http://download.csdn.net/detail/tegwy/4263381