一天一个设计模式:模板方法模式
概念:
模板方法模式是类的行为模式,准备一个抽象类,将部分逻辑以具体方法以及具体构造函数的形式实现,然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法,从而对剩余的逻辑有不同的实现。这就是模板方法模式的意思。
结构:
模板方法模式中,抽象类负责定义整个的逻辑框架,而具体的逻辑步骤由具体的子类实现。具体的逻辑步骤称作基本方法(primitive method),将基本方法汇总的方法称为模板方法(template method)
模板方法是顶级的行为定义,即该抽象类可以作什么功能是由模板方法定义的,但是其中的细节则是由其子类中的基本方法实现的。
用一句谚语表示就是:条条大路通罗马
静态结构图:
抽象模板(Abstract Template)角色:
定义了一个或多个抽象操作,以便让子类实现,这些抽象操作称为基本方法,他们是顶级逻辑的组成步骤。
定义并实现了一个模板方法,模板方法一般是一个具体实现,它给出了一个顶级逻辑的骨架,而逻辑的组成步骤在相应的抽象操作中,推迟子类的实现,顶级逻辑也可能调用一些具体的方法。(不建议这样)
具体模板(Concrete Template)角色:
实现父类定义的一个或多个抽象方法,这些实现方法是顶级逻辑的组成步骤。
一个抽象模板可以有多个具体模板对其实现,且其实现的细节均可不同。
代码:
抽象模板角色类:
public abstract class AbstractTemplate { /** * 模板方法 */ public void templateMethod(){ //调用基本方法 abstractMethod(); hookMethod(); concreteMethod(); } /** * 基本方法的声明(由子类实现) */ protected abstract void abstractMethod(); /** * 基本方法(空方法) */ protected void hookMethod(){} /** * 基本方法(已经实现) */ private final void concreteMethod(){ //业务相关的代码 } }
具体模板角色类:
public class ConcreteTemplate extends AbstractTemplate{ //基本方法的实现 @Override public void abstractMethod() { //业务相关的代码 } //重写父类的方法 @Override public void hookMethod() { //业务相关的代码 } }
关键的地方在于:子类可以置换掉父类的可变部分,但是子类却不可以改变模板方法所代表的顶级逻辑。
模板方法模式的方法:
分为两大类:模板方法和基本方法
模板方法
一个模板方法是定义在抽象类中的,把基本操作方法组合在一起形成一个总算法或一个总行为的方法。
一个抽象方法可以包含任意个模板方法,每个模板方法都可以调用任意多个具体方法。
基本方法:
分为三种:抽象方法(Abstract Method)、具体方法(Concrete Method)和钩子方法(Hook Method)。
抽象方法:一个抽象方法由抽象类声明,由具体子类实现。在Java语言里抽象方法以abstract关键字标示。
具体方法:一个具体方法由抽象类声明并实现,而子类并不实现或置换。
钩子方法:一个钩子方法由抽象类声明并实现,而子类会加以扩展。通常抽象类给出的实现是一个空实现,作为方法的默认实现。
在上面的例子中,AbstractTemplate是一个抽象类,它带有三个方法。其中abstractMethod()是一个抽象方法,它由抽象类声明为抽象方法,并由子类实现;hookMethod()是一个钩子方法,它由抽象类声明并提供默认实现,并且由子类置换掉。concreteMethod()是一个具体方法,它由抽象类声明并实现。
默认钩子方法:
一个钩子方法常常由抽象类给出一个空实现,作为此方法的默认实现,这种空的钩子方法叫做"Do Nothing Hook"。
命名规则:
钩子方法的名字应该以do开始。
模板方法模式在Servlet中的应用:
使用过Servlet的人都清楚,除了要在web.xml做相应的配置外,还需继承一个叫HttpServlet的抽象类。HttpService类提供了一个service()方法,这个方法调用七个do方法中的一个或几个,完成对客户端调用的响应。这些do方法需要由HttpServlet的具体子类提供,因此这是典型的模板方法模式。下面是service()方法的源代码:
protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { String method = req.getMethod(); if (method.equals(METHOD_GET)) { long lastModified = getLastModified(req); if (lastModified == -1) { // servlet doesn't support if-modified-since, no reason // to go through further expensive logic doGet(req, resp); } else { long ifModifiedSince = req.getDateHeader(HEADER_IFMODSINCE); if (ifModifiedSince < (lastModified / 1000 * 1000)) { // If the servlet mod time is later, call doGet() // Round down to the nearest second for a proper compare // A ifModifiedSince of -1 will always be less maybeSetLastModified(resp, lastModified); doGet(req, resp); } else { resp.setStatus(HttpServletResponse.SC_NOT_MODIFIED); } } } else if (method.equals(METHOD_HEAD)) { long lastModified = getLastModified(req); maybeSetLastModified(resp, lastModified); doHead(req, resp); } else if (method.equals(METHOD_POST)) { doPost(req, resp); } else if (method.equals(METHOD_PUT)) { doPut(req, resp); } else if (method.equals(METHOD_DELETE)) { doDelete(req, resp); } else if (method.equals(METHOD_OPTIONS)) { doOptions(req,resp); } else if (method.equals(METHOD_TRACE)) { doTrace(req,resp); } else { // // Note that this means NO servlet supports whatever // method was requested, anywhere on this server. // String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented"); Object[] errArgs = new Object[1]; errArgs[0] = method; errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs); resp.sendError(HttpServletResponse.SC_NOT_IMPLEMENTED, errMsg); } }
如图所示,我们也可以对servlet的方法进行重写。
从上面的例子可以看出这是一个典型的模板方法模式。
HttpServlet担任抽象模板角色
模板方法:由service()方法担任。
基本方法:由doPost()、doGet()等方法担任。
TestServlet担任具体模板角色
TestServlet置换掉了父类HttpServlet中七个基本方法中的其中两个,分别是doGet()和doPost()。