1、模板方法设计模式

模板方法（Template Method）模式的定义如下：定义一个操作中的算法骨架，而将算法的一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变该算法结构的情况下重定义该算法的某些特定步骤。它是一种类行为型模式。
该模式的主要优点如下。

它封装了不变部分，扩展可变部分。它把认为是不变部分的算法封装到父类中实现，而把可变部分算法由子类继承实现，便于子类继续扩展。
它在父类中提取了公共的部分代码，便于代码复用。
部分方法是由子类实现的，因此子类可以通过扩展方式增加相应的功能，符合开闭原则。

2、继承实现方案

模板方法模式需要注意抽象类与具体子类之间的协作。它用到了虚函数的多态性技术以及“不用调用我，让我来调用你”的反向控制技术。现在来介绍它们的基本结构。

模板方法模式包含以下主要角色。

1）抽象类/抽象模板（Abstract Class）

抽象模板类，负责给出一个算法的轮廓和骨架。它由一个模板方法和若干个基本方法构成。这些方法的定义如下。

① 模板方法：定义了算法的骨架，按某种顺序调用其包含的基本方法。
② 基本方法：是整个算法中的一个步骤，包含以下几种类型。

抽象方法：在抽象类中声明，由具体子类实现。
具体方法：在抽象类中已经实现，在具体子类中可以继承或重写它。
钩子方法：在抽象类中已经实现，包括用于判断的逻辑方法和需要子类重写的空方法两种。

2）具体子类/具体实现（Concrete Class）

具体实现类，实现抽象类中所定义的抽象方法和钩子方法，它们是一个顶级逻辑的一个组成步骤。

模板方法模式的结构图如图 1 所示。

JDK中的InputStream是采用的继承实现方案的模板方法设计模式，代码如下：

//这是一个模板方法
public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {if (b == null) {throw new NullPointerException();} else if (off < 0 || len < 0 || len > b.length - off) {throw new IndexOutOfBoundsException();} else if (len == 0) {return 0;}int c = read();if (c == -1) {return -1;}b[off] = (byte)c;int i = 1;try {for (; i < len ; i++) {c = read();//read()是一个抽象方法，由各子类进行实现if (c == -1) {break;}b[off + i] = (byte)c;}} catch (IOException ee) {}return i;}

3、依赖实现方案

3.1 spring-jdbc 中的 JdbcTemplate

模板类一个具体的类，将个性化的实现作为方法的参数，这样就避免类之间的继承关系，通过依赖关系实现了模板方法设计模式，这里给一个spring-jdbc中的示例，JdbcTemplate中的代码片段，如下：

 //这是一个模板方法@Override@Nullablepublic <T> T execute(PreparedStatementCreator psc, PreparedStatementCallback<T> action)
// PreparedStatementCallback是一个回调函数，throws DataAccessException {Assert.notNull(psc, "PreparedStatementCreator must not be null");Assert.notNull(action, "Callback object must not be null");if (logger.isDebugEnabled()) {String sql = getSql(psc);logger.debug("Executing prepared SQL statement" + (sql != null ? " [" + sql + "]" : ""));}Connection con = DataSourceUtils.getConnection(obtainDataSource());PreparedStatement ps = null;try {ps = psc.createPreparedStatement(con);applyStatementSettings(ps);T result = action.doInPreparedStatement(ps);//T result = action.doInPreparedStatement(ps);这个操作可以个性化实现，由// 会传入的参数action来决定真正的实现业务逻辑handleWarnings(ps);return result;}catch (SQLException ex) {// Release Connection early, to avoid potential connection pool deadlock// in the case when the exception translator hasn't been initialized yet.if (psc instanceof ParameterDisposer) {((ParameterDisposer) psc).cleanupParameters();}String sql = getSql(psc);psc = null;JdbcUtils.closeStatement(ps);ps = null;DataSourceUtils.releaseConnection(con, getDataSource());con = null;throw translateException("PreparedStatementCallback", sql, ex);}finally {if (psc instanceof ParameterDisposer) {((ParameterDisposer) psc).cleanupParameters();}JdbcUtils.closeStatement(ps);DataSourceUtils.releaseConnection(con, getDataSource());}}

3.2 阿里分布式事务框架Seata中的ExecuteTemplate

 //模板方法
/*** Execute t.** @param <T>               the type parameter* @param <S>               the type parameter* @param sqlRecognizer     the sql recognizer* @param statementProxy    the statement proxy* @param statementCallback the statement callback* @param args              the args* @return the t* @throws SQLException the sql exception*/public static <T, S extends Statement> T execute(List<SQLRecognizer> sqlRecognizers,StatementProxy<S> statementProxy,StatementCallback<T, S> statementCallback,Object... args) throws SQLException {if (!RootContext.inGlobalTransaction() && !RootContext.requireGlobalLock()) {// Just work as original statement// statementCallback是个性化实现return statementCallback.execute(statementProxy.getTargetStatement(), args);}if (sqlRecognizers == null) {sqlRecognizers = SQLVisitorFactory.get(statementProxy.getTargetSQL(),statementProxy.getConnectionProxy().getDbType());}Executor<T> executor;if (CollectionUtils.isEmpty(sqlRecognizers)) {executor = new PlainExecutor<>(statementProxy, statementCallback);} else {if (sqlRecognizers.size() == 1) {SQLRecognizer sqlRecognizer = sqlRecognizers.get(0);switch (sqlRecognizer.getSQLType()) {case INSERT:executor = new InsertExecutor<>(statementProxy, statementCallback, sqlRecognizer);break;case UPDATE:executor = new UpdateExecutor<>(statementProxy, statementCallback, sqlRecognizer);break;case DELETE:executor = new DeleteExecutor<>(statementProxy, statementCallback, sqlRecognizer);break;case SELECT_FOR_UPDATE:executor = new SelectForUpdateExecutor<>(statementProxy, statementCallback, sqlRecognizer);break;default:executor = new PlainExecutor<>(statementProxy, statementCallback);break;}} else {executor = new MultiExecutor<>(statementProxy, statementCallback, sqlRecognizers);}}T rs;try {rs = executor.execute(args);} catch (Throwable ex) {if (!(ex instanceof SQLException)) {// Turn other exception into SQLExceptionex = new SQLException(ex);}throw (SQLException) ex;}return rs;}
}

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