Spring中模板模式和回调模式的讲解

转自：http://www.360doc.com/content/11/0805/13/3617779_138230725.shtml

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： 

Java代码  

1. public abstract class TemplatePattern {  
2.   
3.     //模板方法  
4.     public final void templateMethod(){  
5.           
6.         method1();  
7.         method2();//勾子方法  
8.         method3();//抽象方法  
9.     }  
10.     private void method1(){  
11.         System.out.println("父类实现业务逻辑");  
12.     }  
13.     public void method2(){  
14.         System.out.println("父类默认实现，子类可覆盖");  
15.     }  
16.     protected abstract void method3();//子类负责实现业务逻辑  
17. }  

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： 

Java代码  

1. public class TemplatePatternImpl extends TemplatePattern {  
2.   
3.     @Override  
4.     protected void method3() {  
5.         System.out.println("method3()在子类TemplatePatternImpl中实现了！！");  
6.   
7.     }  
8.   
9. }  

这个子类只覆盖了必须覆盖的方法，我们来测试一下： 

Java代码  

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

在控制台中我们可以看到： 

Java代码  

1. 父类实现业务逻辑  
2. 父类默认实现，子类可覆盖  
3. 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： 

Java代码  

1. public class TemplatePatternImpl2 extends TemplatePattern {  
2.   
3.     @Override  
4.     protected void method3() {  
5.         System.out.println("method3()在子类TemplatePatternImpl2中实现了！！");  
6.   
7.     }  
8.   
9.     /* (non-Javadoc) 
10.      * @see com.jak.pattern.template.example.TemplatePattern#method2() 
11.      */  
12.     @Override  
13.     public void method2() {  
14.         System.out.println("子类TemplatePatternImpl2覆盖了父类的method2()方法！！");  
15.     }  
16.       
17. }  

来测试一下： 

Java代码  

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

我们看控制台： 

Java代码  

1. 父类实现业务逻辑  
2. 子类TemplatePatternImpl2覆盖了父类的method2()方法！！  
3. 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： 

Java代码  

1. public List<User> query() {  
2.   
3.     List<User> userList = new ArrayList<User>();  
4.     String sql = "select * from User";  
5.   
6.     Connection con = null;  
7.     PreparedStatement pst = null;  
8.     ResultSet rs = null;  
9.     try {  
10.         con = HsqldbUtil.getConnection();  
11.         pst = con.prepareStatement(sql);  
12.         rs = pst.executeQuery();  
13.   
14.         User user = null;  
15.         while (rs.next()) {  
16.   
17.             user = new User();  
18.             user.setId(rs.getInt("id"));  
19.             user.setUserName(rs.getString("user_name"));  
20.             user.setBirth(rs.getDate("birth"));  
21.             user.setCreateDate(rs.getDate("create_date"));  
22.             userList.add(user);  
23.         }  
24.   
25.   
26.     } catch (SQLException e) {  
27.         e.printStackTrace();  
28.     }finally{  
29.         if(rs != null){  
30.             try {  
31.                 rs.close();  
32.             } catch (SQLException e) {  
33.                 e.printStackTrace();  
34.             }  
35.         }  
36.         try {  
37.             pst.close();  
38.         } catch (SQLException e) {  
39.             e.printStackTrace();  
40.         }  
41.         try {  
42.             if(!con.isClosed()){  
43.                 try {  
44.                     con.close();  
45.                 } catch (SQLException e) {  
46.                     e.printStackTrace();  
47.                 }  
48.             }  
49.         } catch (SQLException e) {  
50.             e.printStackTrace();  
51.         }  
52.           
53.     }  
54.     return userList;  
55. }  

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： 

Java代码  

1. public abstract class JdbcTemplate {  
2.   
3.     //template method  
4.     public final Object execute(String sql) throws SQLException{  
5.           
6.         Connection con = HsqldbUtil.getConnection();  
7.         Statement stmt = null;  
8.         try {  
9.    
10.             stmt = con.createStatement();  
11.             ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);  
12.             Object result = doInStatement(rs);//abstract method   
13.             return result;  
14.         }  
15.         catch (SQLException ex) {  
16.              ex.printStackTrace();  
17.              throw ex;  
18.         }  
19.         finally {  
20.    
21.             try {  
22.                 stmt.close();  
23.             } catch (SQLException e) {  
24.                 e.printStackTrace();  
25.             }  
26.             try {  
27.                 if(!con.isClosed()){  
28.                     try {  
29.                         con.close();  
30.                     } catch (SQLException e) {  
31.                         e.printStackTrace();  
32.                     }  
33.                 }  
34.             } catch (SQLException e) {  
35.                 e.printStackTrace();  
36.             }  
37.               
38.         }  
39.     }  
40.       
41.     //implements in subclass  
42.     protected abstract Object doInStatement(ResultSet rs);  
43. }  

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： 

Java代码  

1. public class JdbcTemplateUserImpl extends JdbcTemplate {  
2.   
3.     @Override  
4.     protected Object doInStatement(ResultSet rs) {  
5.         List<User> userList = new ArrayList<User>();  
6.           
7.         try {  
8.             User user = null;  
9.             while (rs.next()) {  
10.   
11.                 user = new User();  
12.                 user.setId(rs.getInt("id"));  
13.                 user.setUserName(rs.getString("user_name"));  
14.                 user.setBirth(rs.getDate("birth"));  
15.                 user.setCreateDate(rs.getDate("create_date"));  
16.                 userList.add(user);  
17.             }  
18.             return userList;  
19.         } catch (SQLException e) {  
20.             e.printStackTrace();  
21.             return null;  
22.         }  
23.     }  
24.   
25. }  

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： 

Java代码  

1. String sql = "select * from User";  
2. JdbcTemplate jt = new JdbcTemplateUserImpl();  
3. 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： 

Java代码  

1. public interface StatementCallback {  
2.     Object doInStatement(Statement stmt) throws SQLException;  
3. }  

这时候，我们就要方法的签名改一下了： 

Java代码  

1. private final Object execute(StatementCallback action) throws SQLException  

里面的获取数据方式也要做如下修改： 

Java代码  

1. Object result = action.doInStatement(stmt);//abstract method   

为了看着顺眼，我们来给他封装一层吧： 

Java代码  

1. public Object query(StatementCallback stmt) throws SQLException{  
2.     return execute(stmt);  
3. }  

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： 

Java代码  

1. //内部类方式  
2.     public Object query(final String sql) throws SQLException {  
3.         class QueryStatementCallback implements StatementCallback {  
4.   
5.             public Object doInStatement(Statement stmt) throws SQLException {  
6.                 ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);  
7.                 List<User> userList = new ArrayList<User>();  
8.   
9.                 User user = null;  
10.                 while (rs.next()) {  
11.   
12.                     user = new User();  
13.                     user.setId(rs.getInt("id"));  
14.                     user.setUserName(rs.getString("user_name"));  
15.                     user.setBirth(rs.getDate("birth"));  
16.                     user.setCreateDate(rs.getDate("create_date"));  
17.                     userList.add(user);  
18.                 }  
19.                 return userList;  
20.   
21.             }  
22.   
23.         }  
24.   
25.         JdbcTemplate jt = new JdbcTemplate();  
26.         return jt.query(new QueryStatementCallback());  
27.     }  

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： 

Java代码  

1. //匿名类方式  
2.     public Object query2(final String sql) throws Exception{  
3.           
4.         JdbcTemplate jt = new JdbcTemplate();  
5.         return jt.query(new StatementCallback() {  
6.               
7.             public Object doInStatement(Statement stmt) throws SQLException {  
8.                 ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);  
9.                 List<User> userList = new ArrayList<User>();  
10.   
11.                 User user = null;  
12.                 while (rs.next()) {  
13.   
14.                     user = new User();  
15.                     user.setId(rs.getInt("id"));  
16.                     user.setUserName(rs.getString("user_name"));  
17.                     user.setBirth(rs.getDate("birth"));  
18.                     user.setCreateDate(rs.getDate("create_date"));  
19.                     userList.add(user);  
20.                 }  
21.                 return userList;  
22.   
23.             }  
24.         });  
25.           
26.     }  

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。