模板方法(Template Method)模式是 GOF 设计模式中最为常见几个模式之一。现在流行的很 多框架中(如 Spring，Struts 等)，我们都可以看到模板方法模式的广泛应用。模板方法模式 主要应用于框架设计中，在日常的应用设计中也被经常使用。可是，我们在运用模板方法模 式来解决我们的需求而进行设计时，往往忽略了一些非常重要的细节。保证架构逻辑的正常 执行，不被子类破坏；怎么让子类扩展模板方法等。 1.模板方法设计模式的意图 通常我们会遇到这样的一个问题：我们知道一个算法所需的关键步骤，并确定了这些步骤的 执行顺序。但是某些步骤的具体实现是未知的，或者说某些步骤的实现与具体的环境相关。 模板方法模式把我们不知道具体实现的步骤封装成抽象方法，提供一个按正确顺序调用它们 的具体方法(这些具体方法统称为“模板方法”),这样构成一个抽象基类。子类通过继承这个抽 象基类去实现各个步骤的抽象方法，而工作流程却由父类控制。 考虑一个简单的订单处理需求：一个客户可以在一个订货单中订购多个货物(也称为订货单 项目)，货物的销售价是根据货物的进货价进行计算的(不同货物有不同的售价计算方法)。有 些货物可以打折的，有些是不可以打折的。每一个客户都有一个信用额度，每张订单的总金 额不能超出该客户的信用额度。 根据上面的业务，我们可以知道处理一个订单所需要的步骤： 1.遍历订货单的订货单项目列表，累加所有货物的总价格(根据订货单项目计算出销售价)； 2.根据客户号获得客户的信用额度； 3.把客户号，订单的总价格，及订单项目列表写入到数据库； 但是我们并不能确定怎么计算出货物的销售价，怎样根据客户号获得客户的信用额度及把订 单信息写入数据库这些方法的具体实现。 所以用一个抽象类 AbstractOrder 确定订单处理的逻辑，把不能确定的方法定义为抽象方法, 由子类去完成具体的实现。
public AbstractCacheContextTests extends TestCase...{
private static Map contextMap = new HashMap(); protected ConfigurableApplicationContext applicationContext;
protected abstract int getSpendingLimit(int customerId);
protected abstract int saveOrder(int customerId, int total, List orderItemList);
注意：模板方法模式中，迫使子类实现的抽象方法应该声明为 protected abstract。 6.模板方法模式与勾子方法(hookMethod) 上面讨论模板方法模式运用于一个业务对象。事实上，框架频繁使用模板方法模式，使得框 架实现对关键逻辑的集中控制。 思考这样的一个需求：我们需要为基本 Spring 的应用做一个测试类的基类，用于对类的方 法进行单元测试。我们知道 Spring 应用把需要关联的对象都定义在外部的 xml 文件中，也 称为 context。通常我们会把 context 分割成多个小的文件，以便于管理。在测试时我们需要 读取 context 文件，但是并不是每次都读取所有的文件。读取这些文件及实例化 context 中的 对象是很费时间的。所以我们想把它缓存起来，只要这个文件被读取过一次，我们就把它们 缓存起来。我们通过扩展 Junit 的 TestCase 类来定义一个测试基类。我们需要在这个基类中 实现缓存的逻辑，其它开发人员只需要实现读取配置文件的方法即可。它不用管是否具有缓 存功能。
在模板方法模式中有两个参与者进行协作。 抽象模板类：定义一个或多个抽象操作，由子类去实现。这些操作称为基本操作。 定义并实现一个具体操作，这个具体操作通过调用基本操作确定顶级逻辑。这个具体操作称 为模板方法。 具体类：实现抽象模板类所定义的抽象操作。 如上面的订单处理所示，AbstractOrder 就是抽象模板类，placeOrder 即是抽象模板方法。ge tOrderItemPrice，getSpendingLimit 和 saveOrder 三个抽象方法为基本操作。 具体子类能过需要去实现这三个抽象方法。不同的子类可能有着不同的实现方式。
Public class ConcreteOrder extends AbstractOrder...{ public int getOrderItemPrice(OrderItem orderItem)...{
//计算货物的售价 …… } public int getSpendingLimit(int customerId)...{ //读取客户的信用额度 ….. } public int saveOrder(int customerId, int total, List orderItem List)...{ //写入数据库 …… }
public abstract class AbstractOrder ...{
public Order placeOrder(int customerId , List orderItemList)...{
int total = 0;
for(int i = 0; i < orderItemList.size();i++)...{
protected boolean hasCachedContext(Object contextKey) ...{ return contextKeyToContextMap.containsKey(contextKey); } protected ConfigurableApplicationContext getContext(Object key) ...{ String keyString = contextKeyString(key); ConfigurableApplicationContext ctx = (ConfigurableApplicationContext) contextKeyToContextMap.get(keyString); if (ctx == null) ...{ if (key instanceof String[]) ...{ ctx = loadContextLocations((String[]) key); } contextKeyToContextMap.put(keyString, ctx);
}
ConcreteOrder 为 AbstractOrder 的具体子类，ConcreteOrder 需要去完成具体的三个基本操作。 同时它也具有了父类一样的处理逻辑。把具体的实现延迟到了子类去实现，这就是模板方法 模式的关键。 3.模板方法模式与控制反转 “不要给我们打电话，我们会给你打电话”这是著名的好莱坞原则。在好莱坞，把简历递交给 演艺公司后就只有回家等待。由演艺公司对整个娱乐项的完全控制，演员只能被动式的接受 公司的差使,在需要的环节中，完成自己的演出。模板方法模式充分的体现了“好莱坞”原则。 由父类完全控制着子类的逻辑,这就是控制反转。子类可以实现父类的可变部份，却继承父 类的逻辑,不能改变业务逻辑。 4.模板方法模式与开闭原则 什么是“开闭原则”? 开闭原则是指一个软件实体应该对扩展开放，对修改关闭。也就是说软件实体必须是在不被 修改的情况下被扩展。模板方法模式意图是由抽象父类控制顶级逻辑，并把基本操作的实现 推迟到子类去实现,这是通过继承的手段来达到对象的复用，同时也遵守了开闭原则。 父类通过顶级逻辑，它通过定义并提供一个具体方法来实现，我们也称之为模板方法。通常 这个模板方法才是外部对象最关心的方法。在上面的订单处理例子中，public Order placeO rder(int customerId , List orderItemList) 这个方法才是外部对象最关心的方法。所以它必须 是 public 的,才能被外部对象所调用。 子类需要继承父类去扩展父类的基本方法，但是它也可以覆写父类的方法。如果子类去覆写 了父类的模板方法，从而改变了父类控制的顶级逻辑，这违反了“开闭原则”。我们在使用模 板方法模式时，应该总是保证子类有正确的逻辑。所以模板方法应该定义为 final 的。所以 AbstractOrder 类的模板方法 placeOrder 方法应该定义为 final。
那么把它定义为 protected.否则应该为 private。 显而易见，模板方法模式中的声明为 abstract 的基本操作都是需要迫使子类去实现的，它们 仅仅是为模板方法 placeOrder 服务的。它们不应该被 AbstractOrder 所公开，所以它们应该 p rotected。
protected abstract int getOrderItemPrice(OrderItem orderIte m);
OrderItem orderItem = (OrderItem)orderItemList.get(i);
total += getOrderItemPrice(orderItem) * orderItem.getQuantity(); } if(total > getSpendingLimit(customerId))...{ throw new BusinessException(“超出信用额度” + getSpendingLimit(custo merId)); } int orderId = saveOrder(customerId, total, orderItemList); return new OrderImpl(orderId,total); } public abstract int getOrderItemPrice(OrderItem orderItem); public abstract int getSpendingLimit(int customerId);
public abstract int saveOrder(int customerId, int total, List orderItemLis t);