【设计模式】模板方法与策略模式的结合使用

1. 概述

模板方法是一种非常简单的设计模式，只要能够理解面向对象中的继承与多态就能够理解这种设计模式，我们可以在很多的框架源码中找到它的身影。
同时在我们的日常开发中，它一般是用在同类型且不同实现方式的业务逻辑中，抽取公共逻辑，简单的说就是，模板方法经常和策略模式结合使用。

本篇后续的代码中会涉及到策略模式，如果还不太熟悉策略模式使用实例的同学，可以先看一下上一篇文章：《SpringBoot优雅使用策略模式》

1.1.简述模板方法

模板方法通过继承来实现，顶层是一个抽象类，用于封装通用函数，并提供一个或多个抽象方法，下层是多个实现类，用于实现不同的业务逻辑分支，类图如下：

2.模板方法实现

实际使用的时候，一般会通过子类的实例调用父类中的模板方法templateMethod，在模板方法中调用抽象方法，最终还是会调用到子类中覆写的实例方法，这是一种常见的钩子函数使用方式。

2.1.简单实现

• 抽象父类：

  /*** 抽象父类*/
  public abstract class BaseClass {final public void templateMethod() {System.out.println("执行模板方法");method1();method2();}abstract protected void method1();abstract protected void method2();
  }
  

• 子类实现

  /*** 子类1*/
  public class ChildClass1 extends BaseClass {@Overrideprotected void method1() {System.out.println("执行子类1的方法1");}@Overrideprotected void method2() {System.out.println("执行子类1的方法2");}
  }
  

  /*** 子类2*/
  public class ChildClass2 extends BaseClass {@Overrideprotected void method1() {System.out.println("执行子类2的方法1");}@Overrideprotected void method2() {System.out.println("执行子类2的方法2");}
  }
  

---

简单的测试一下：

public static void main(String[] args) {BaseClass baseClass = new ChildClass1();baseClass.templateMethod();baseClass = new ChildClass2();baseClass.templateMethod();
}

打印出测试结果：

2.2.在SpringBoot中的实现

在使用SpringBoot进行开发的时候，我们通常不会手动去创建对象，而是将不同的已经创建好的bean结合起来使用，我们可以在子类的对象中，通过@Autowired将其他的bean注入进来，并在运行时执行方法调用。

如果这个方法调用是通用的，我们可以将它抽取到的父类中去，但由于父类是抽象类无法实例化，自然也无法直接通过@Autowired注入bean，此时可以对子类做一点小改造，通过构造函数对父类进行赋值。

实现起来也非常的简单，下面是代码示例：

• 首先提供一个QueryService供子类注入

  import org.springframework.stereotype.Service;@Service
  public class QueryService {public void query() {System.out.println("执行查询方法");}}
  

• 其次需要再抽象父类中定义QueryService

  public abstract class BaseClass {protected QueryService queryService;final public void templateMethod() {System.out.println("执行模板方法");queryService.query();method1();}abstract protected void method1();}
  

• 最后，在子类中注入并对父类的QueryService赋值

import org.springframework.stereotype.Component;/*** 子类1*/
@Component
public class ChildClass1 extends BaseClass {public ChildClass1(QueryService queryService) {super.queryService = queryService;}@Overrideprotected void method1() {System.out.println("执行子类1的方法1");}}

/*** 子类2*/
@Component
public class ChildClass2 extends BaseClass {public ChildClass2(QueryService queryService) {super.queryService = queryService;}@Overrideprotected void method1() {System.out.println("执行子类2的方法1");}}

使用ApplicationContext做一个简单的测试：

@Component
public class Test implements ApplicationContextAware {@Overridepublic void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {applicationContext.getBean(ChildClass1.class).templateMethod();applicationContext.getBean(ChildClass2.class).templateMethod();}
}

3.模板方法与策略模式的结合使用

模板方法与策略模式天然的可以结合使用，为了大家能够有个更直观的感受，我把两个类图放到一起，大家可以做一下对比。


相信大家也很容易可以看出来，如果我们现在业务中通过策略模式，让程序能够自行选择需要使用的子类实例，只需要再加上一个选择器就好了。

3.1.代码实现

在 上篇文章 中已经介绍了如何构建选择器，有需要的同学可以去看一下，在这里就不过多赘述，直接放实现代码。

只需要两个步骤就可以完成改造：

• 第一步，编写策略选择器与选择器枚举

  import org.jetbrains.annotations.NotNull;
  import org.springframework.beans.BeansException;
  import org.springframework.context.ApplicationContext;
  import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
  import org.springframework.stereotype.Component;import java.util.Map;
  import java.util.stream.Collectors;/*** 策略选择器*/
  @Component
  public class Selector implements ApplicationContextAware {private Map<String, BaseClass> selectorMap;public BaseClass select(String type) {return selectorMap.get(type);}@Overridepublic void setApplicationContext(@NotNull ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {this.selectorMap = applicationContext.getBeansOfType(BaseClass.class).values().stream().filter(strategy -> strategy.getClass().isAnnotationPresent(SelectorAnno.class)).collect(Collectors.toMap(strategy -> strategy.getClass().getAnnotation(SelectorAnno.class).value(), strategy -> strategy));}
  }
  

  import java.lang.annotation.*;/*** 选择器注解*/
  @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  @Target({ElementType.TYPE})
  @Inherited
  @Documented
  public @interface SelectorAnno {String value();}
  

• 第二步：在两个子类中分别加入枚举

  @Component
  @SelectorAnno("child1")
  public class ChildClass1 extends BaseClass{
  }
  

  @Component
  @SelectorAnno("child2")
  public class ChildClass2 extends BaseClass {
  }
  

---

改造完成之后，模拟一下调用端发起请求，做一个简单的测试：

import org.springframework.stereotype.Component;import javax.annotation.PostConstruct;@Component
public class Test {private final Selector selector;public Test(Selector selector) {this.selector = selector;}@PostConstructpublic void test() {// 模拟调用端传入策略标识this.doInvoke("child1");}public void doInvoke(String type) {BaseClass baseClass = selector.select(type);baseClass.templateMethod();}}

这里模拟的是调用端传入child1，选择子类1进行测试，打印的结果为：

执行模板方法
执行查询方法
执行子类1的方法1

4.总结

本篇文章介绍了什么是模板方法、模板方法的简单实现与在SpringBoot中的实现的。然后对比了模板方法与策略模式的类图，发现两者天然就可以结合在一起使用。最后，通过代码实现验证了两者结合使用的可行性。

当然，本篇文章中的都是简单的示例代码，突出的只是实现的思想，在日常的开发中，可以结合实际的业务流程对上述的代码进行改造。