定义
模板方法(Template Method)模式定义一个操作的算法骨架,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。
模板方法模式属于类行为型模式。
要点
优点:
- 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。
- 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。
缺点:
- 对每个不同的实现都需要定义一个子类,这会导致类的个数增加,系统更加庞大,设计也更加抽象。
- 父类中的抽象方法由子类实现,子类执行的结果会影响父类的结果,这导致一种反向的控制结构,它提高了代码阅读的难度。
模板方法模式包含以下主要角色:
- 抽象类(Abstract Class):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:在抽象类中申明,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。
钩子方法常出现在模板方法模式中,钩子可以在定义时就挂着东西(父类可有实现),可以在后来看情况挂上别的东西(子类可重写),也可以总是不挂任何东西(父类中无实现,并且子类中未重写或重写无实现)。
一般情况下,钩子方法应该不是关键步骤,不阻碍模板主干运行,它是一种 “可选的、附加的” 的存在。
- 具体子类(Concrete Class):实现抽象类中所定义的抽象方法和钩子方法,它们是算法逻辑的一个步骤。

场景
蛋炒饭和炒饼丝的做饭步骤差不多,只是每次使用的原料不同,所以可以使用模板方法模式来模拟做饭的步骤。
实现
AbstractCooking
/**
* 抽象模板类
*/
public abstract class AbstractCooking {
/**
* 做饭
*/
public void cooking() {
pourOil();
heatingOil();
pourSauce();
pourStapleFood();
fry();
}
/**
* 1. 倒油
*/
public void pourOil() {
System.out.println("放锅倒油");
}
/**
* 2. 热油
*/
public void heatingOil() {
System.out.println("开火热油");
}
/**
* 3. 辅料
*/
public abstract void pourSauce();
/**
* 4. 放主食
*/
public abstract void pourStapleFood();
/**
* 5. 炒饭
*/
public void fry() {
System.out.println("开始炒...");
}
}
RiceFriedCooking
/**
* 做蛋炒饭
*/
public class RiceFriedCooking extends AbstractCooking {
@Override
public void pourSauce() {
System.out.println("放入鸡蛋、玉米粒、葱、姜");
}
@Override
public void pourStapleFood() {
System.out.println("放入蒸熟的米饭、盐");
}
}
ShreddedCakeCooking
/**
* 做炒饼丝
*/
public class ShreddedCakeCooking extends AbstractCooking {
@Override
public void pourSauce() {
System.out.println("放入葱、姜、蒜");
}
@Override
public void pourStapleFood() {
System.out.println("放入饼丝、盐、胡椒粉");
}
}
Client
public class Client {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("========== 做炒米饭===========");
AbstractCooking cook = new RiceFriedCooking();
cook.cooking();
System.out.println("\n========== 做炒饼丝===========");
AbstractCooking cook1 = new ShreddedCakeCooking();
cook1.cooking();
}
}
-------------------输出-------------------
========== 做炒米饭===========
放锅倒油
开火热油
放入鸡蛋、玉米粒、葱、姜
放入蒸熟的米饭、盐
开始炒...
========== 做炒饼丝===========
放锅倒油
开火热油
放入葱、姜、蒜
放入饼丝、盐、胡椒粉
开始炒...
源码
总结
适用场景:
- 算法的整体步骤很固定,但其中个别部分易变时,这时候可以使用模板方法模式,将容易变的部分抽象出来,供子类实现。
- 当多个子类存在公共的行为时,可以将其提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。
- 当需要控制子类的扩展时,模板方法只在特定点调用钩子操作,这样就只允许在这些点进行扩展。
Servlet中也使用到了模板方法模式
自定义Servlet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。
多线程AQS的实现就使用到了模板方法模式
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