Java設(shè)計(jì)模式之模板方法詳解

更新時(shí)間：2022年07月26日 15:13:05 作者：kaico2018

模板方法的概念：定義了一個(gè)操作中的算法的骨架，而將部分步驟的實(shí)現(xiàn)在子類中完成。模板方法模式使得子類可以不改變一個(gè)算法的結(jié)構(gòu)即可重定義該算法的某些特定步驟

概念

模板方法模式是所有模式中最為常見的幾個(gè)模式之一，是基于繼承的代碼復(fù)用的基本技術(shù)，沒有關(guān)聯(lián)關(guān)系。因此，在模板方法模式的類結(jié)構(gòu)圖中，只有繼承關(guān)系。

核心設(shè)計(jì)要點(diǎn)

AbstractClass：抽象類，定義并實(shí)現(xiàn)一個(gè)模板方法。這個(gè)模板方法定義了算法的骨架，而邏輯的組成步驟在相應(yīng)的抽象操作中，推遲到子類去實(shí)現(xiàn)。

ConcreteClass：實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)父類所定義的一個(gè)或多個(gè)抽象方法。。

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

利用模板方法將相同處理邏輯的代碼放到抽象父類中，可以提高代碼的復(fù)用性。
將不同的代碼不同的子類中，通過對子類的擴(kuò)展增加新的行為，提高代碼的擴(kuò)展性。
把不變的行為寫在父類.上，去除子類的重復(fù)代碼，提供了一個(gè)很好的代碼復(fù)用平臺(tái)，符合開閉原則。

缺點(diǎn)

類數(shù)目的增加，每一個(gè)抽象類都需要一個(gè)子類來實(shí)現(xiàn)，這樣導(dǎo)致類的個(gè)數(shù)增加，復(fù)雜性增加。類數(shù)量的增加，間接地增加了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。繼承關(guān)系自身缺點(diǎn)，如果父類添加新的抽象方法，所有子類都要改一-遍。

應(yīng)用場景

父類視角：一次性實(shí)現(xiàn)一個(gè)算法不變的部分，并將可變部分留給子類實(shí)現(xiàn);
子類視角：各個(gè)子類中,公共部分被提取出來,集中到一個(gè)公共的父類中,避免代碼重復(fù);

模板方法模式的目的是讓子類可以擴(kuò)展或具體實(shí)現(xiàn)固定方法的某個(gè)具體的步驟；對于模板來說,是一套固定的算法，通過子類可以擴(kuò)展固定算法中某些算法步驟。

模板方法和策略模式的區(qū)別

策略模式是對算法的封裝，把一系列的算法分別封裝到對應(yīng)的類中，并且這些類實(shí)現(xiàn)相同的接口，相互之間可以替換。還有一種模

式也是關(guān)注對算法的封裝一模版方法模式，對照類圖可以看到，策略模式與模版方法模式的區(qū)別僅僅是多了一個(gè)單獨(dú)的封裝類

Context，它與模版方法模式的區(qū)別在于：在模版方法模式中，調(diào)用算法的主體在抽象的父類中，而在策略模式中，調(diào)用算法的主

體則是封裝到了封裝類Context中，抽象策略Strategy一般是一個(gè)接口，目的只是為了定義規(guī)范，里面一般不包含邏輯。其實(shí)，這只是通用實(shí)現(xiàn)，而在實(shí)際編程中，因?yàn)楦鱾€(gè)具體策略實(shí)現(xiàn)類之間難免存在–些相同的邏輯，為了避免重復(fù)的代碼，我們常常使用抽象類來擔(dān)任Strategy的角色，在里面封裝公共的代碼，因此，在很多應(yīng)用的場景中，在策略模式中- -般會(huì)看到模版方法模式的影子。

代碼案例

模版方法抽象類

@Slf4j
public abstract class AbstractPayCallbackTemplate {
    /**
     * 異步回調(diào)業(yè)務(wù)
     *
     * @return
     */
    public String asyncCallBack() {
        // 1. 支付回調(diào)驗(yàn)證參數(shù)
        Map<String, String> verifySignatureMap = verifySignature();
        // 2. 參數(shù)驗(yàn)證成功，寫入日志中..
        payLog(verifySignatureMap);
        String analysisCode = verifySignatureMap.get("analysisCode");
        if (!analysisCode.equals("200")) {
            return resultFail();
        }
        // 3. 執(zhí)行回調(diào)異步相關(guān)邏輯
        return asyncService(verifySignatureMap);
    }
    /**
     * 支付回調(diào)驗(yàn)證參數(shù)
     *
     * @return
     */
    protected abstract Map<String, String> verifySignature();
    /**
     * 使用多線程異步寫入日志
     *
     * @param verifySignatureMap
     */
    @Async
    void payLog(Map<String, String> verifySignatureMap) {
        log.info(">>>>>>>>>>第二步 寫入payLog........");
    }
    /**
     * 每個(gè)子類需要實(shí)現(xiàn) 實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)解析操作
     *
     * @return
     */
    protected abstract String asyncService(Map<String, String> verifySignatureMap);
    /**
     * 異步返回結(jié)果..
     *
     * @return
     */
    protected abstract String resultSuccess();
    /**
     * 異步返回失敗
     *
     * @return
     */
    protected abstract String resultFail();
}

具體實(shí)現(xiàn)模版類

@Log4j2
public class AliPayCallbackTemplate extends AbstractPayCallbackTemplate {
    @Override
    protected Map<String, String> verifySignature() {
        //>>>>假設(shè)一下為銀聯(lián)回調(diào)報(bào)文>>>>>>>>>>>>>>>>
        log.info(">>>>>第一步 解析支付寶據(jù)報(bào)文.....verifySignature()");
        Map<String, String> verifySignature = new HashMap<>();
        verifySignature.put("price", "1399");
        verifySignature.put("orderDes", "充值永久會(huì)員");
        // 支付狀態(tài)為1表示為成功....
        verifySignature.put("aliPayMentStatus", "1");
        verifySignature.put("aliPayOrderNumber", "201910101011");
        // 解析報(bào)文是否成功 200 為成功..
        verifySignature.put("analysisCode", "200");
        return verifySignature;
    }
    @Override
    protected String asyncService(Map<String, String> verifySignatureMap) {
        log.info(">>>>>第三步asyncService()verifySignatureMap:{}", verifySignatureMap);
        String paymentStatus = verifySignatureMap.get("aliPayMentStatus");
        if (paymentStatus.equals("1")) {
            String aliPayOrderNumber = verifySignatureMap.get("aliPayOrderNumber");
            log.info(">>>>orderNumber:{aliPayOrderNumber},已經(jīng)支付成功 修改訂單狀態(tài)為已經(jīng)支付...");
        }
        return resultSuccess();
    }
    @Override
    protected String resultSuccess() {
        return "ok";
    }
    @Override
    protected String resultFail() {
        return "fail";
    }
}
@Slf4j
public class UnionPayCallbackTemplate extends AbstractPayCallbackTemplate {
    @Override
    protected Map<String, String> verifySignature() {
        //>>>>假設(shè)一下為銀聯(lián)回調(diào)報(bào)文>>>>>>>>>>>>>>>>
        log.info(">>>>>第一步 解析銀聯(lián)數(shù)據(jù)報(bào)文.....verifySignature()");
        Map<String, String> verifySignature = new HashMap<>();
        verifySignature.put("price", "1399");
        verifySignature.put("orderDes", "充值永久會(huì)員");
        // 支付狀態(tài)為1表示為成功....
        verifySignature.put("paymentStatus", "1");
        verifySignature.put("orderNumber", "201910101011");
        // 解析報(bào)文是否成功 200 為成功..
        verifySignature.put("analysisCode", "200");
        return verifySignature;
    }
    @Override
    protected String asyncService(Map<String, String> verifySignatureMap) {
        log.info(">>>>>第三步asyncService()verifySignatureMap:{}", verifySignatureMap);
        String paymentStatus = verifySignatureMap.get("paymentStatus");
        if (paymentStatus.equals("1")) {
            String orderNumber = verifySignatureMap.get("orderNumber");
            log.info(">>>>orderNumber:{orderNumber},已經(jīng)支付成功 修改訂單狀態(tài)為已經(jīng)支付...");
        }
        return resultSuccess();
    }
    @Override
    protected String resultSuccess() {
        return "success";
    }
    @Override
    protected String resultFail() {
        return "fail";
    }
}

工廠模式獲取模版

public class TemplateFactory {
    private final static Map<String, AbstractPayCallbackTemplate> templateMap = new ConcurrentHashMap<>();
    static {
        templateMap.put("aliPay", new AliPayCallbackTemplate());
        templateMap.put("unionPay", new UnionPayCallbackTemplate());
    }
    public static AbstractPayCallbackTemplate getPayCallbackTemplate(String templateId) {
        AbstractPayCallbackTemplate payCallbackTemplate = (AbstractPayCallbackTemplate) templateMap.get(templateId);
        return payCallbackTemplate;
    }
}

測試類

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractPayCallbackTemplate aliPay = TemplateFactory.getPayCallbackTemplate("aliPay");
        String s = aliPay.asyncCallBack();
        System.out.println(s);
    }
}

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